JP2006308740A - Developing device, image forming apparatus and process cartridge - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device capable of obtaining a high-quality image by restraining the deterioration of the electrifying property and the fluidity of toner in a developing unit and preventing surface staining over a long term. <P>SOLUTION: A toner cartridge and the developing unit communicate with each other through a plurality of communication ports provided in their longitudinal direction, and also control valves 34b are provided corresponding to the communication ports. The flow of toner to be supplied to the developing unit from the toner cartridge through the communication ports and the flow of toner returned to the toner cartridge from the developing unit therethrough are formed by making a stirring means in the toner cartridge cooperate with the control valves 34b, and the control valves at both ends in the longitudinal direction out of the plurality of control valves are made the control valves 34c having width ≥20% larger than other control valves as a means for equalizing the ratio b/a (ratio of replacement) of toner supply amount (a) to toner return amount (b) at the plurality of communication ports per unit time. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられる現像装置に関し、また、この現像装置を用いる画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。   The present invention relates to a developing device used for image formation by an electrostatic copying process, such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, and also relates to an image forming device and a process cartridge using the developing device.

近年、オフィスにおけるOA化、カラー化が一段と進み、従来の文字のみからなる原稿の複写だけではなく、パーソナルコンピュータで作成したグラフ等を含む原稿をプリンターにて出力し、プレゼンテーション用の資料等として多数枚複写する機会が増している。プリンター出力画像は、ベタ画像、ライン画像、ハーフトーン画像が多く、それにともない画像品質に求められる市場の要求が変化しつつあり、また、高信頼性等の要求も更に高まっている。
電子写真、静電記録、静電印刷等の電子写真方式に使用される現像剤は、その現像工程において、例えば、静電潜像が形成されている像担持体(代表的には感光体)に一旦付着され、次に転写工程において感光体から転写紙等の転写媒体に転写された後、定着工程において紙面に定着される。その際、像担持体上に形成される静電潜像を現像するための現像剤としては、キャリアとトナーから成る二成分系現像剤、及びキャリアを必要としないでトナーのみからなる一成分系現像剤(磁性トナー、非磁性トナー)が知られている。二成分系現像剤は、トナー粒子がキャリア表面に付着することにより現像剤が劣化し、また、トナーのみが消費されるため現像剤中のトナー濃度が低下するので、キャリアとトナーとの混合比を一定割合に保持しなければならず、そのため現像装置が大型化するといった欠点がある。一方、一成分系現像剤は、装置の小型化が可能等の利点を有しており、あらゆる環境下(低温低湿、高温高湿)での使用が容易であるなどの理由から現像方式の主流になりつつある。
In recent years, office automation and colorization have further progressed in offices, and in addition to copying originals consisting only of conventional characters, originals including graphs created with a personal computer are output by a printer and used as presentation materials. Opportunities to copy sheets are increasing. Printer output images are mostly solid images, line images, and halftone images. Accordingly, market demands for image quality are changing, and demands for high reliability and the like are further increasing.
Developers used in electrophotographic systems such as electrophotography, electrostatic recording, and electrostatic printing are, for example, an image carrier (typically a photoreceptor) on which an electrostatic latent image is formed in the developing process. Then, the toner is transferred from the photosensitive member to a transfer medium such as transfer paper in the transfer process, and then fixed on the paper surface in the fixing process. At that time, as a developer for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier, a two-component developer composed of a carrier and a toner, and a one-component system composed of only a toner without using a carrier. Developers (magnetic toner, non-magnetic toner) are known. In the two-component developer, the developer deteriorates due to the toner particles adhering to the carrier surface, and the toner concentration in the developer decreases because only the toner is consumed. Must be maintained at a constant rate, and therefore, there is a drawback that the developing device is increased in size. On the other hand, the one-component developer has the advantage that the apparatus can be downsized, and the development system is mainstream because it is easy to use in any environment (low temperature, low humidity, high temperature, high humidity). It is becoming.

ところで、一成分系現像剤は、磁性トナーを用いる磁性一成分現像剤と、非磁性トナーを用いる非磁性一成分現像剤とに分類される。磁性一成分現像剤を用いる磁性一成分現像方式は、内部にマグネットなどの磁界発生手段を設けた現像スリーブを用いて、マグネタイトなどの磁性体を含有する磁性トナーを保持し、層厚規制部材により、薄層化し現像するもので、近年小型プリンターなどで多数実用化されている。これに対して、非磁性一成分剤を用いる非磁性一成分現像方式は、トナーが磁気力を持たないため、現像スリーブにトナー補給ローラなどを圧接して現像スリーブ上にトナーを供給し、静電気的に保持させ、層厚規制部材により、薄層化して現像するものであり、有色の磁性体を含有しないためカラー化に対応できるという利点があり、また現像スリーブにマグネットを用いないため、装置のより軽量化、低コスト化が可能となり、近年小型フルカラープリンター等で実用化されている。   By the way, the one-component developer is classified into a magnetic one-component developer using a magnetic toner and a non-magnetic one-component developer using a non-magnetic toner. A magnetic one-component developing method using a magnetic one-component developer uses a developing sleeve provided with a magnetic field generating means such as a magnet inside to hold magnetic toner containing a magnetic material such as magnetite, and a layer thickness regulating member In many cases, it has been put into practical use in small printers. In contrast, in the non-magnetic one-component development method using a non-magnetic one-component agent, since the toner does not have a magnetic force, the toner supply roller or the like is pressed against the developing sleeve to supply the toner onto the developing sleeve, and electrostatic Since it does not contain a colored magnetic material, it has the advantage that it can be colorized and does not use a magnet for the developing sleeve. In recent years, it has been put to practical use in small full-color printers and the like.

しかしながら、一成分現像方式では、未だ改善すべき課題が多いのが現状である。二成分現像方式では、トナーの帯電、搬送手段としてキャリアを用い、トナーとキャリアは現像装置内部において十分撹拌、混合された後、現像スリーブに搬送され現像に供されるため比較的長時間の使用においても安定した帯電、搬送を持続することが可能であり、また、高速の現像装置にも対応しやすい。これに比べ、一成分現像方式ではキャリアのような安定した帯電、搬送手段がないため、長時間使用や高速化による帯電、搬送不良が起こりやすい。
特に、非磁性一成分現像方式は現像スリーブ上へトナーを搬送した後、層厚規制部材にてトナーを薄層化させて現像するが、トナーと現像スリーブ又は層厚規制部材などの摩擦帯電部材との接触・摩擦帯電時間が非常に短いため、キャリアを用いた二成分現像方式より低帯電、逆帯電トナーが多くなりやすい。また、少なくとも1つのトナー搬送部材によってトナーを搬送し、かつ、搬送されたトナーによって像担持体に形成された静電潜像を現像する手段が採られているが、その際、トナー搬送部材表面のトナーの層厚は極力薄くしなければならない。このために、層厚規制部材による押圧力を受けるために、トナー表面に外添された外添剤のトナー内部への埋没が激しく、トナーの帯電性、流動性が大きく低下するという不具合がある。
However, in the one-component development system, there are still many problems to be improved. In the two-component development method, a carrier is used as a means for charging and transporting toner, and after the toner and carrier are sufficiently stirred and mixed in the developing device, they are transported to a developing sleeve and used for development, so that they are used for a relatively long time In this case, stable charging and conveyance can be continued, and it is easy to cope with a high-speed developing device. Compared to this, the one-component development method does not have a stable charging / conveying means such as a carrier, and therefore, charging and conveyance defects are likely to occur due to long-term use and high speed.
In particular, in the non-magnetic one-component developing method, after toner is conveyed onto the developing sleeve, the toner is thinned by the layer thickness regulating member and developed, but the toner and the friction charging member such as the developing sleeve or the layer thickness regulating member are developed. Contact / friction charging time is very short, and therefore, low-charge and reverse-charge toner tends to increase more than in the two-component development system using a carrier. In addition, means for transporting the toner by at least one toner transport member and developing the electrostatic latent image formed on the image carrier by the transported toner is employed. The toner layer thickness must be as thin as possible. For this reason, in order to receive a pressing force by the layer thickness regulating member, there is a problem that the external additive added to the toner surface is embedded in the toner and the chargeability and fluidity of the toner are greatly reduced. .

この不具合を解消するために、例えば、特許文献1では、トナー補給タンクとトナーホッパとの補給口近傍位置に補給ローラとしてのマグネットロ−ラと、穂切り手段としてのスクレーパとを有したものにおいて、上記補給ロ−ラを正転及び逆転させることができる補給ロ−ラ駆動手段を有し、該補給ローラ駆動手段は、所定時間内の補給ロ−ラの正転方向の回転角Aと、逆転方向の回転角Bとの関係が、A<Bとなるように補給ローラを駆動する画像形成装置が開示されている。これによって、ホッパー内のトナーの流動性の悪化を防止することができ、現像ローラに対するトナー供給量を常に一定することができ、小型で、かつ画像かすれのない画像装置にすることができる。
また、特許文献2では、現像スリーブは、表面に現像剤の帯電極性と同極性の帯電極性を有する導電性樹脂層が備えられ、導電性樹脂層は、少なくとも結着樹脂、導電性微粉末、及び荷電制御剤を含有し、撹拌部材の回転中心Xが、現像スリーブの回転中心を横切る水平面Hに対して下側に位置する現像装置が開示されている。
In order to solve this problem, for example, in Patent Document 1, a magnet roller as a replenishing roller and a scraper as a panning means are provided in the vicinity of a replenishing port between the toner replenishing tank and the toner hopper. The replenishing roller has a replenishing roller driving means that can rotate the replenishing roller forward and backward, and the replenishing roller driving means includes a rotation angle A in the normal rotation direction of the replenishing roller within a predetermined time and a reverse rotation. An image forming apparatus is disclosed that drives a replenishing roller so that the relationship between the rotational angle B of the direction is A <B. As a result, it is possible to prevent the fluidity of the toner in the hopper from deteriorating, the amount of toner supplied to the developing roller can be kept constant, and the image device can be made compact and free from blurring.
In Patent Document 2, the developing sleeve is provided with a conductive resin layer having a charging polarity of the same polarity as that of the developer on the surface, and the conductive resin layer includes at least a binder resin, a conductive fine powder, And a charge control agent, and a developing device in which the rotation center X of the stirring member is positioned below the horizontal plane H that crosses the rotation center of the developing sleeve is disclosed.

特開平08−122559号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-122559 特開2005−062215号公報JP 2005-062215 A

しかしながら、上述した従来技術では、現像装置内におけるトナーの帯電性、流動性を長期にわたって安定化させることは困難であるという問題点がある。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、その課題は、現像装置内のトナー流通方向に直交する断面におけるトナー流通量を均等化させることで、トナーの帯電性、流動性を安定化、均一化させた現像装置を提供すること、及びこの流動性を安定化、均一化させた現像装置を用いることによって高品位の画像を得ることができる画像形成装置を提供することにある。
However, the above-described prior art has a problem that it is difficult to stabilize the charging property and fluidity of the toner in the developing device over a long period of time.
The present invention has been made in view of such problems, and the problem is to equalize the toner circulation amount in a cross section perpendicular to the toner circulation direction in the developing device, thereby improving the chargeability and fluidity of the toner. It is an object of the present invention to provide a developing device that is stabilized and uniformized, and to provide an image forming apparatus that can obtain a high-quality image by using the developing device that is stabilized and uniformized in its fluidity. .

上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
1.本発明の現像装置は、像担持体の潜像をトナーで現像する現像ユニットと、
この現像ユニットに並設され、現像ユニットにトナーを供給するトナーカートリッジと、
このトナーカートリッジ内に設けられた撹拌手段とを有し、
前記トナーカートリッジを前記現像ユニットに対して着脱自在とした現像装置において、
前記トナーカートリッジと前記現像ユニットとをその長手方向に沿って複数設けられた連通口で連通させると共に、この連通口に対応して制御弁を設け、
前記撹拌手段と前記制御弁とを協働させて、前記連通口を経て前記トナーカートリッジから前記現像ユニットに供給されるトナー流と前記現像ユニットから前記トナーカートリッジに返送されるトナー流を形成し、単位時間当たりの前記複数の連通口における前記トナー供給量aと前記トナー返送量bとの比b/a(入れ替え率)を均等化する手段を設けたことを特徴とする。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
1. The developing device of the present invention comprises a developing unit for developing a latent image on an image carrier with toner,
A toner cartridge that is arranged in parallel with the developing unit and supplies toner to the developing unit;
A stirring means provided in the toner cartridge,
In the developing device in which the toner cartridge is detachable from the developing unit,
The toner cartridge and the developing unit are communicated with each other through a plurality of communication ports along the longitudinal direction, and a control valve is provided corresponding to the communication port,
The stirring means and the control valve cooperate to form a toner flow supplied from the toner cartridge to the developing unit via the communication port and a toner flow returned from the developing unit to the toner cartridge, Means is provided for equalizing a ratio b / a (replacement rate) between the toner supply amount a and the toner return amount b at the plurality of communication ports per unit time.

2.また、本発明の現像装置は、さらに、前記トナー供給量aとトナー返送量bとの比b/aを均等化する手段は、前記複数の制御弁のうち長手方向両端部の制御弁をそれ以外の制御弁よりも20%以上幅広としたことを特徴とする。
3.また、本発明の現像装置は、さらに、前記トナー供給量aとトナー返送量bとの比b/aを均等化する手段は、前記複数の制御弁のうち長手方向両端部の連通口に対応した制御弁に隣接してその外側に前記複数の制御弁と同一形状の制御弁を設けたことを特徴とする。
4.また、本発明の現像装置は、さらに、前記トナー供給量aとトナー返送量bとの比b/aを均等化する手段は、前記トナーカートリッジと前記現像ユニットとの連通部分の前記長手方向に沿って設けられた複数の連通口の形状、大きさ及び/又は配置位置を前記長手方向の中心部を基準として左右対象としたことを特徴とする。
2. Further, in the developing device of the present invention, the means for equalizing the ratio b / a between the toner supply amount a and the toner return amount b includes control valves at both ends in the longitudinal direction of the plurality of control valves. More than 20% wider than other control valves.
3. Further, in the developing device of the present invention, the means for equalizing the ratio b / a between the toner supply amount a and the toner return amount b corresponds to the communication ports at both longitudinal ends of the plurality of control valves. A control valve having the same shape as that of the plurality of control valves is provided adjacent to the control valve on the outside thereof.
4). Further, in the developing device of the present invention, the means for equalizing the ratio b / a between the toner supply amount a and the toner return amount b is provided in the longitudinal direction of the communication portion between the toner cartridge and the developing unit. The shape, size, and / or arrangement position of the plurality of communication ports provided along the left and right sides are set as the left and right objects with the central portion in the longitudinal direction as a reference.

5.また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁は、前記連通口を開状態とする定位置と、閉状態とする作動位置との間を揺動し、前記定位置に戻る際に、その移動方向後流側に対応する連通口に開口する空間部を形成するものであり、
前記撹拌手段は少なくとも1つの弾性フィルムを有し、
この弾性フィルムは、回転によってその先端部がトナーカートリッジの内壁面に当接したのち離脱する際に、その回転方向後流側に前記各連通口に開口する空間部を形成するものであり、
前記現像ユニット内に形成された空間部を経て前記現像ユニット内にトナーが供給され、前記トナーカートリッジ内に形成された空間部を経て前記トナーカートリッジ内にトナーが返送されることを特徴とする。
6.また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁の定位置における弁角度は20°〜45°であり、作動位置における弁角度は0°〜15°であることを特徴とする。
7.また、本発明の現像装置は、さらに、前記トナーカートリッジの内壁面に前記撹拌手段の弾性フィルム先端部が当接したのち湾曲して離脱する突起部を設け、
前記弾性フィルムの回転方向後流側30〜120°の範囲に前記弾性フィルムの回転軸を要とする断面扇形の凸状部を設け、この凸状部と前記突起部とで前記弾性フィルムの回転によって形成された空間部へのトナーの流入を阻止するようにしたことを特徴とする。
8.また本発明の現像装置は、さらに、前記トナーカートリッジ内に前記空間部が形成されている間に、前記制御弁は少なくとも1回作動し、
前記トナーカートリッジ内の前記空間部が消滅した後にも、前記制御弁は少なくとも1回作動することを特徴とする。
5. Further, in the developing device of the present invention, when the control valve swings between a fixed position where the communication port is opened and an operating position where the communication port is closed, and returns to the fixed position, It forms a space that opens to the communication port corresponding to the wake side in the moving direction,
The stirring means has at least one elastic film,
This elastic film forms a space that opens to each communication port on the downstream side in the rotation direction when the tip of the elastic film comes into contact with the inner wall surface of the toner cartridge by rotation and then comes off.
The toner is supplied into the developing unit through a space formed in the developing unit, and the toner is returned to the toner cartridge through the space formed in the toner cartridge.
6). The developing device of the present invention is further characterized in that a valve angle at a fixed position of the control valve is 20 ° to 45 °, and a valve angle at an operating position is 0 ° to 15 °.
7). Further, the developing device of the present invention further includes a protruding portion that is bent and detached after the elastic film front end portion of the stirring means contacts the inner wall surface of the toner cartridge.
The elastic film is provided with a convex section having a fan-shaped cross section that requires the rotational axis of the elastic film in a range of 30 to 120 ° on the downstream side in the rotational direction of the elastic film. The toner is prevented from flowing into the space formed by the above.
8). In the developing device of the present invention, the control valve operates at least once while the space is formed in the toner cartridge.
The control valve operates at least once even after the space in the toner cartridge disappears.

9.また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁は前記現像ユニット内に設けられた回転手段によって駆動されるものであり、この回転手段は少なくとの2つの回転羽根を有し、その回転数は0.5〜5.0回/秒であり、
前記トナーカートリッジ内の撹拌手段の回転数は0.04〜0.4回/秒であることを特徴とする。
10.また、本発明の現像装置は、さらに、前記撹拌手段の弾性フィルムの側端部と、前記トナーカートリッジの側壁面との間隔は20mm以下であることを特徴とする。
11.また、本発明の現像装置は、さらに、各連通口における単位時間当たりのトナー供給量aとトナー返送量bとの比b/aを0.05〜2.0の範囲で調整できるようにしたことを特徴とする。
12.また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁相互の間隔は、2mm〜20mmであることを特徴とする。
13.また、本発明の現像装置は、さらに、前記隣接する制御弁が交互に動作するようにしたことを特徴とする。
14.また、本発明の現像装置は、さらに、前記現像ユニット内の回転手段の回転羽根は、櫛歯状であることを特徴とする。
15.また、本発明の現像装置は、さらに、前記現像ユニット内の回転手段の回転羽根は、矩形状であることを特徴とする。
16.また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁の幅は、連通口の幅より0mm〜20mm大きいことを特徴とする。
17.また、本発明の現像装置は、さらに、前記制御弁の長さは、10mm〜25mmであることを特徴とする。
9. Further, in the developing device of the present invention, the control valve is driven by a rotating means provided in the developing unit, and the rotating means has at least two rotating blades, and the rotation thereof. The number is 0.5-5.0 times / second,
The number of rotations of the stirring means in the toner cartridge is 0.04 to 0.4 times / second.
10. The developing device of the present invention is further characterized in that the distance between the side end portion of the elastic film of the stirring means and the side wall surface of the toner cartridge is 20 mm or less.
11. In the developing device of the present invention, the ratio b / a between the toner supply amount a and the toner return amount b per unit time at each communication port can be adjusted in the range of 0.05 to 2.0. It is characterized by that.
12 Further, the developing device of the present invention is further characterized in that the interval between the control valves is 2 mm to 20 mm.
13. The developing device of the present invention is further characterized in that the adjacent control valves operate alternately.
14 The developing device of the present invention is further characterized in that the rotating blades of the rotating means in the developing unit are comb-shaped.
15. The developing device of the present invention is further characterized in that the rotating blades of the rotating means in the developing unit are rectangular.
16. Further, the developing device of the present invention is characterized in that the width of the control valve is 0 mm to 20 mm larger than the width of the communication port.
17. Further, in the developing device of the present invention, the length of the control valve is 10 mm to 25 mm.

18.本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体の表面に静電潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体を介して記録部材に転写する転写装置と、像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置と、記録部材上の可視像を熱及び又は圧力で定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、
前記現像装置は、請求項1乃至17のいずれか1項に記載の現像装置であることを特徴とする。
19.また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記像担持体と現像装置とを一体に支持して着脱可能としたプロセスカ−トリッジを備えた ことを特徴とする。
20.本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、前記現像装置は、請求項1乃至17のいずれか1項に記載の現像装置であることを特徴とする。
18. An image forming apparatus of the present invention includes an image carrier that carries a latent image, a charging device that uniformly charges the surface of the image carrier, an exposure device that writes an electrostatic latent image on the surface of the charged image carrier, A developing device that visualizes the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier, a transfer device that transfers the visible image on the surface of the image carrier directly or via an intermediate transfer member, and an image carrier An image forming apparatus comprising: a cleaning device that cleans toner on a body; and a fixing device that fixes a visible image on a recording member with heat and / or pressure.
The developing device is the developing device according to any one of claims 1 to 17.
19. The image forming apparatus of the present invention further includes a process cartridge that integrally supports the image carrier and the developing device and is detachable.
20. The process cartridge of the present invention is a process cartridge that integrally supports at least an image carrier and a developing device and is detachable from an image forming apparatus main body, wherein the developing device is any one of claims 1 to 17. The developing device according to item 1, wherein the developing device is described above.

本発明の現像装置およびこれを用いた画像形成装置によれば、各連通口ごのとトナーの供給量及びトナーの返送量との比であるトナー入れ替え率(b/a)を均等にすることができるので、現像ユニット内のトナーの性質が均一になり、地汚れのない、高品質の画像を形成することができる。   According to the developing device of the present invention and the image forming apparatus using the developing device, the toner replacement rate (b / a), which is the ratio of each communication port to the supply amount of toner and the return amount of toner, is made uniform. Therefore, the properties of the toner in the developing unit become uniform, and a high-quality image free from background stains can be formed.

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正して他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims, The following description is an example of the best mode of the present invention, and does not limit the scope of the claims.

図1は、本発明の実施形態に係る現像装置の構成を示す概略図である。
現像装置30は、像担持体である感光体11(後述する図6参照)の潜像を現像剤であるトナーで現像する現像ユニット31と、この現像ユニット31にトナーを補給するトナーカートリッジ32とを備える。
現像ユニット31は、感光体11に対向していて、感光体11との間に形成される現像領域にトナーを搬送する現像剤担持体である現像スリーブ31aと、現像スリーブ31a上にトナーを供給する供給ローラ31bと、現像スリーブ31a上のトナー量を規制する層厚規制部材である規制ローラ31cと、トナーを搬送する回転手段としての第1搬送パドル31dとを備える。
トナーカートリッジ32は、トナーを収納している第1及び第2収納室321、322と、現像ユニット31へトナーを搬送する撹拌手段としての第2の搬送パドル32a及び第3の搬送パドル32bと、また、第2搬送パドル32aが回転している部分のトナーカートリッジ32の底部に突き出た突起部としてのリブ35を備えている。
ここで、現像剤としては、一成分現像剤を用いる。後述するように現像剤を入れ替えることに対して、二成分現像剤では一旦混合した後にキャリアからトナーを分離するのは非常に困難である。一成分現像剤であればトナーカートリッジ32と現像ユニット31内にある現像剤は基本的には同じで、入れ替えすることが可能であり、本実施形態の現像装置30に適用させることができる。特に、一成分現像剤でも非磁性一成分現像剤を用いることが好ましい。非磁性一成分現像剤では、トナー表面の外添剤が、トナーの帯電性、流動性に与える影響が大きい。磁性一成分現像剤では、磁性材料の量による磁化の強さで現像性を制御することができる。非磁性一成分現像剤では、外添剤による帯電量、流動性によって現像性が大きく影響されることから、本実施形態の現像装置30に用いることで、安定したトナー表面状態を得ることができる。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a developing device according to an embodiment of the present invention.
The developing device 30 includes a developing unit 31 that develops a latent image on a photoreceptor 11 (see FIG. 6 described later) as an image carrier with toner as a developer, and a toner cartridge 32 that supplies toner to the developing unit 31. Is provided.
The developing unit 31 is opposed to the photosensitive member 11 and supplies a toner onto the developing sleeve 31a, which is a developer carrying member that conveys the toner to a developing region formed between the developing unit 31 and the developing sleeve 31a. Supply roller 31b, a regulating roller 31c that is a layer thickness regulating member that regulates the amount of toner on the developing sleeve 31a, and a first conveyance paddle 31d as a rotating means for conveying the toner.
The toner cartridge 32 includes first and second storage chambers 321 and 322 that store toner, a second transport paddle 32a and a third transport paddle 32b that serve as stirring means for transporting the toner to the developing unit 31, In addition, a rib 35 is provided as a protrusion protruding from the bottom of the toner cartridge 32 where the second transport paddle 32a rotates.
Here, a one-component developer is used as the developer. In contrast to replacing the developer as will be described later, it is very difficult to separate the toner from the carrier once mixed with the two-component developer. In the case of a one-component developer, the toner cartridge 32 and the developer in the developing unit 31 are basically the same and can be interchanged, and can be applied to the developing device 30 of the present embodiment. In particular, it is preferable to use a non-magnetic one-component developer even for a one-component developer. In the non-magnetic one-component developer, the external additive on the toner surface has a great influence on the chargeability and fluidity of the toner. In a magnetic one-component developer, developability can be controlled by the strength of magnetization depending on the amount of magnetic material. In a non-magnetic one-component developer, the developability is greatly influenced by the charge amount and fluidity due to the external additive, and therefore, a stable toner surface state can be obtained by using it in the developing device 30 of this embodiment. .

また、この現像装置30は、現像ユニット31とトナーカートリッジ32とを水平方向の横方向に並列させて配置している。さらに、トナーカートリッジ32と現像ユニット31とには、トナーカートリッジ32と現像ユニット31との間をトナーが通過する複数の連通口33が設けられている。さらに、連通口33の現像ユニット31側の開口部には連通口33に対応して制御弁34が設けられている。
本実施形態の現像装置30は、この連通口33を介してトナーを通過させる。これによって、現像ユニット31で消費されたトナーに相当する量のトナーをトナーカートリッジ32から現像ユニット31へ補給し、また、この連通口33を介して、現像ユニット31で劣化したトナーを現像ユニット31からトナーカートリッジ32へを返送、排出する(以下、単に、排出ということがある)。トナーカートリッジ32は、現像ユニット31とは別に単独で独立して交換することが可能である。
トナーは、現像ユニット31におけるトナー供給ローラ31b、規制ローラ31cで押圧力を受ける。この押圧力を受けることで、トナー表面の凸凹が欠けて表面が滑らかになり、感光体との付着力が大きくなりクリーニングされにくくなる。そのために、環境が低湿になるとクリーニング不良が発生することがあり、また、転写性が向上するが、従来転写されても目視上表れなかった白地背景部にカブリが表れるようになる。また、トナーが押圧を受けることで、トナー表面に存在する外添剤がトナー内部に埋没する。これは、後で外添剤に関しては詳説するが、外添剤はトナーより硬度が高い。このために、トナー内部に埋没する。トナー表面に存在する外添剤が少なくなることで、トナーの帯電性が変わる。特に、外添剤として用いるシリカは、比表面積が大きいので帯電量が高く、埋没によるトナー表面の外添剤量によってトナーの帯電量は大きく変化する。また、もう一つの影響として、外添剤埋没によってトナーの流動性が低下する。この流動性は、トナーの付着力を示すもので、トナーと例えば感光体等との間に存在して、その間の付着力を小さくする。同様に、現像スリーブ31aとトナーとの間の付着力を小さくして現像性を高める。逆に、埋没でトナー表面に存在する外添剤量が少なくなると、現像性が低下する。
In the developing device 30, the developing unit 31 and the toner cartridge 32 are arranged in parallel in the horizontal direction. Further, the toner cartridge 32 and the developing unit 31 are provided with a plurality of communication ports 33 through which the toner passes between the toner cartridge 32 and the developing unit 31. Further, a control valve 34 is provided corresponding to the communication port 33 at the opening of the communication port 33 on the developing unit 31 side.
The developing device 30 according to the present embodiment allows the toner to pass through the communication port 33. Thus, an amount of toner corresponding to the toner consumed in the developing unit 31 is supplied from the toner cartridge 32 to the developing unit 31, and the toner deteriorated in the developing unit 31 is removed from the developing unit 31 through the communication port 33. The toner is returned to the toner cartridge 32 and discharged (hereinafter, simply referred to as discharge). The toner cartridge 32 can be replaced independently of the developing unit 31 independently.
The toner is subjected to a pressing force by the toner supply roller 31b and the regulating roller 31c in the developing unit 31. By receiving this pressing force, irregularities on the surface of the toner are chipped and the surface becomes smooth, and the adhesion to the photoconductor increases, making cleaning difficult. For this reason, when the environment is low, cleaning failure may occur, and transferability is improved. However, fogging appears on a white background portion that has not been visually observed even if it is conventionally transferred. Further, when the toner is pressed, the external additive present on the toner surface is buried inside the toner. This will be described in detail later regarding the external additive, but the external additive has a higher hardness than the toner. For this reason, the toner is buried inside the toner. As the external additive present on the toner surface decreases, the chargeability of the toner changes. In particular, since silica used as an external additive has a large specific surface area, the charge amount is high, and the charge amount of the toner varies greatly depending on the amount of the external additive on the toner surface due to burying. Another effect is that the fluidity of the toner is reduced by burying the external additive. This fluidity indicates the adhesion force of the toner, and is present between the toner and, for example, the photoreceptor, and reduces the adhesion force therebetween. Similarly, the developability is improved by reducing the adhesion between the developing sleeve 31a and the toner. On the contrary, if the amount of the external additive existing on the toner surface is reduced due to the embedding, the developability is lowered.

そこで、本実施形態の現像装置30では、現像ユニット31で消費されたトナー相当量のトナーをトナーカートリッジ32から現像ユニット31へ補給するための複数の連通口33を介して、現像ユニット31内にあるトナーを一旦トナーカートリッジ32に返送、排出して、トナーカートリッジ32内にある劣化していないトナーと混合し、劣化したトナー量の存在比率を低下させた上で再度複数の連通口33を介して現像ユニット31に供給して補給する。
図2は、本発明の現像装置における現像ユニット31の連通口部分に配置された制御弁34の構造を示す概略図である。制御弁34は、現像ユニット31に、複数設けられた連通口33に対応して設けられ、動作部としてのフィルム34bが支持部34aに貼着されていて、筐体に配置されている。制御弁34のフィルム34bは、各連通口33に対応して設けられ、例えば矩形状をしている。連通口33がない部分は原則としてフィルム34bを設けず、フィルム43bは交互に設けられている。
Therefore, in the developing device 30 according to the present embodiment, the toner corresponding to the amount of toner consumed in the developing unit 31 is provided in the developing unit 31 via a plurality of communication ports 33 for supplying toner from the toner cartridge 32 to the developing unit 31. A certain toner is once returned to the toner cartridge 32 and discharged, mixed with undegraded toner in the toner cartridge 32, the ratio of the deteriorated toner amount is lowered, and again through the plurality of communication ports 33. To supply to the developing unit 31 and replenish.
FIG. 2 is a schematic view showing the structure of the control valve 34 arranged at the communication port portion of the developing unit 31 in the developing device of the present invention. The control valve 34 is provided in the developing unit 31 so as to correspond to a plurality of communication ports 33, and a film 34b as an operation unit is attached to the support unit 34a and is disposed in the housing. The film 34b of the control valve 34 is provided corresponding to each communication port 33 and has, for example, a rectangular shape. In principle, the film 34b is not provided in the portion where the communication port 33 is not provided, and the films 43b are provided alternately.

また、本実施形態の制御弁34のフィルム34bはその配列方向、即ち、現像ユニット31の長手方向に沿った両端部の制御弁をそれ以外の制御弁よりも20%以上幅広のフィルム34cとしている。これによって両端部の制御弁の裏側に回り込むトナーの量と両端以外の制御弁の裏側に回り込むトナー量をほぼ等しくすることができるので、複数の連通口におけるトナー供給量aとトナー返送量bとの比b/a(以下、単に入れ替え率ともいう)を均等化することができる。幅広の割合が20%以下では、制御弁の裏側に回り込むトナー量を規制する効果が不十分となる。なお、幅広とする割合の上限は特に規定されるものではないが、50%以下である。50%を超えると制御弁の操作性が低下する。
制御弁34の支持部34aは、剛性を有する金属製で、例えばSUS、CuまたはAlで構成されている。フィルム34bは、弾性のある樹脂からなり、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル樹脂またはフッ素樹脂で構成される。
現像ユニット31の第1搬送パドル31dは、回転羽根としてのパドル用フィルムを備える。このフィルムは、1枚であっても、複数枚設けてもよい。第1搬送パドル31dは、回転してトナーカートリッジ32側から供給されたトナーを現像スリーブ31aに供給する。また、このフィルムは、板状であってもよい。また、連通口33に対応して設けられた櫛歯状又は矩形状の制御弁34に対して、同様に制御弁34に当たる部分をのみを矩形形状にしたものであってもよい。また、複数枚設けるときはこれらを組み合わせて用いてもよい。
Further, in the film 34b of the control valve 34 of the present embodiment, the control valve at both ends along the arrangement direction, that is, the longitudinal direction of the developing unit 31, is a film 34c wider by 20% or more than the other control valves. . As a result, the amount of toner that wraps around the back side of the control valve at both ends and the amount of toner that wraps around the back side of the control valve other than both ends can be made substantially equal, so that the toner supply amount a and the toner return amount b at the plurality of communication ports The ratio b / a (hereinafter also simply referred to as a replacement rate) can be equalized. If the width ratio is 20% or less, the effect of regulating the amount of toner that wraps around the back side of the control valve is insufficient. In addition, although the upper limit of the ratio made wide is not prescribed | regulated in particular, it is 50% or less. When it exceeds 50%, the operability of the control valve is lowered.
The support portion 34a of the control valve 34 is made of metal having rigidity, and is made of, for example, SUS, Cu, or Al. The film 34b is made of an elastic resin, and is made of, for example, polypropylene, polyethylene, polyester resin, or fluororesin.
The first transport paddle 31d of the developing unit 31 includes a paddle film as a rotating blade. This film may be a single film or a plurality of films. The first transport paddle 31d rotates and supplies the toner supplied from the toner cartridge 32 side to the developing sleeve 31a. The film may be plate-shaped. Further, with respect to the comb-like or rectangular control valve 34 provided corresponding to the communication port 33, only a portion corresponding to the control valve 34 may be rectangular. Moreover, when providing two or more sheets, you may use combining these.

図3は、トナーカートリッジ32側から現像ユニット31側にトナーが供給される状態を模式的に説明するための断面図である。第1搬送パドル31dのフィルム(以下、単に第1搬送パドルということがある)は、回転して制御弁34のフィルム34b(以下、単に制御弁ということがある)に当たり、制御弁34が押さえられる。その後、第1搬送パドル31dが通過して、弾性を有する制御弁34が素早く弾かれて戻り、そのとき、制御弁34の移動方向後流側に空間部が形成され、この空間部に、トナーカートリッジ32側から押し込まれていたトナーが連通口33を介して流入し、これによって現像ユニット31側にトナーが供給される。
図4は、またトナーカートリッジ32側のトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。このトナーカートリッジ32は、第2収納室322の第3搬送パドル32b(図1参照)から第1収納室321に搬送されたトナーを、さらに、第2搬送パドル32aによって現像ユニット31側に搬送する。第2搬送パドル32aは、弾性フィルムとしての単数のパドル用フィルムを備えていて、このフィルムを回転させることでトナーを現像ユニット31側に搬送する。さらに、第1収納室321の底部内壁面に突起部としてのリブ35を設けておくことで、図4に示すように、パドル用フィルムがリブ35に当接した後、湾曲するように変形してリブ35を通過すると、リブ35の部分でトナーが堰き止められることと、フィルムの瞬時の移動との相乗作用によってパドル用フィルムの回転方向後流側のリブ35とパドル用フィルムとの間にトナーの無い空間が形成される。この空間は、流動性のよいトナーの侵入によって少しずつ埋められていくが、ある一定時間はトナー内部に空間が形成された状態が維持される。さらに、パドル用フィルムが回転すると上部からもトナーが空間に侵入するために、トナー内部に空間のない状態になる。
FIG. 3 is a cross-sectional view for schematically explaining a state in which toner is supplied from the toner cartridge 32 side to the developing unit 31 side. The film of the first transport paddle 31d (hereinafter simply referred to as the first transport paddle) rotates and hits the film 34b of the control valve 34 (hereinafter simply referred to as the control valve), and the control valve 34 is pressed. . Thereafter, the first transport paddle 31d passes, and the elastic control valve 34 is quickly bounced back and a space is formed on the downstream side in the moving direction of the control valve 34. The toner that has been pushed in from the cartridge 32 side flows in through the communication port 33, whereby the toner is supplied to the developing unit 31 side.
FIG. 4 is a diagram for schematically explaining a state in which toner on the toner cartridge 32 side is supplied. The toner cartridge 32 further conveys the toner transported from the third transport paddle 32b (see FIG. 1) of the second storage chamber 322 to the first storage chamber 321 toward the developing unit 31 by the second transport paddle 32a. . The second transport paddle 32a includes a single paddle film as an elastic film, and transports the toner to the developing unit 31 side by rotating the film. Furthermore, by providing a rib 35 as a protrusion on the inner wall surface of the bottom of the first storage chamber 321, the paddle film is deformed so as to be curved after contacting the rib 35 as shown in FIG. When the toner passes through the ribs 35, the toner is blocked by the ribs 35 and the instantaneous movement of the film causes a gap between the ribs 35 on the downstream side in the rotational direction of the paddle film and the paddle film. A space without toner is formed. This space is gradually filled by the intrusion of toner with good fluidity, but the state where the space is formed inside the toner is maintained for a certain period of time. Further, when the paddle film rotates, the toner also enters the space from above, so that there is no space inside the toner.

この状態で回転してゆくとパドル用フィルムが、トナーを現像ユニット31側に押し込む状態になっている時と、現像ユニット31の制御弁34が第1搬送パドル31dのパドル用フィルムに押さえられていなくて制御弁34が開放されている時(定位置にある時)と重なることで、連通口33を通してトナーカートリッジ32側から現像ユニット31側にトナーが移動して供給される。
次に、開放された制御弁34の下方には現像ユニット31内のトナーが入り込んでくる。その後、第1搬送パドル31dのパドル用フィルムが回転して制御弁34を押し込むと、制御弁34の下方に入り込んだトナーを現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に押し込んでいる時と第1収納室321で第2搬送パドルのパドル用フィルムによってトナー内部に空間ができ、その空間がちょうど連通口33にかかった時が重なることで現像ユニット31内のトナーは、連通口33を通して現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に移動して排出される。
When rotating in this state, the paddle film pushes the toner into the developing unit 31 and the control valve 34 of the developing unit 31 is pressed by the paddle film of the first transport paddle 31d. If the control valve 34 is open (when it is in a fixed position), the toner moves from the toner cartridge 32 side to the developing unit 31 side through the communication port 33 and is supplied.
Next, the toner in the developing unit 31 enters below the opened control valve 34. Thereafter, when the paddle film of the first transport paddle 31d rotates and pushes the control valve 34, the toner that has entered the lower part of the control valve 34 is pushed from the developing unit 31 side to the toner cartridge 32 side and the first storage. In the chamber 321, a space is created inside the toner by the paddle film of the second transport paddle, and the toner in the developing unit 31 is overlapped when the space just hits the communicating port 33, so that the toner in the developing unit 31 passes through the communicating port 33. To the toner cartridge 32 side and discharged.

このときの現像装置30における現像ユニット31とトナーカートリッジ32との第1、第2及び第3搬送パドルの動きとトナーの移動についてさらに詳細に説明する。
図5は、現像ユニット31とトナーカートリッジ32との間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。なお、ここでは、現像ユニット31内の現像スリーブ31a等は省略してある。
現像装置30では、図5(1)に示すように、現像ユニット31内にある制御弁34は、連通口が設けられた壁面に対して所定の角度θを有している。第1搬送パドル31dは複数、例えば2つのパドル用フィルムを回転させている。また、トナーカートリッジ32内の第2及び第3搬送パドルは、単数のパドル用フィルムを回転させている。図5(2)に示すように、現像ユニット31内で、第1搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムが制御弁34を押し込み、このときに、制御弁34と連通口33との間にあるトナーは、トナーカートリッジ32側もトナーで満たされていることで、連通口33内を移動することができず、現像ユニット31内の制御弁34から横方向に流れ、現像ユニット31内に戻る。次に、図5(3)に示すように、第1搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムが制御弁34をさらに押し込み、制御弁34と連通口33との間にはほとんど隙間がない状態(作動位置)になる。
The movement of the first, second and third transport paddles and the movement of the toner between the developing unit 31 and the toner cartridge 32 in the developing device 30 at this time will be described in more detail.
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating toner movement between the developing unit 31 and the toner cartridge 32. Here, the developing sleeve 31a and the like in the developing unit 31 are omitted.
In the developing device 30, as shown in FIG. 5A, the control valve 34 in the developing unit 31 has a predetermined angle θ with respect to the wall surface provided with the communication port. The first transport paddle 31d rotates a plurality of, for example, two paddle films. The second and third transport paddles in the toner cartridge 32 rotate a single paddle film. As shown in FIG. 5 (2), in the developing unit 31, a plurality of paddle films push the control valve 34 in the first transport paddle 31 d, and at this time, the first transport paddle 31 d is between the control valve 34 and the communication port 33. Since the toner cartridge 32 side is also filled with toner, the toner cannot move in the communication port 33, flows laterally from the control valve 34 in the developing unit 31, and returns to the developing unit 31. Next, as shown in FIG. 5 (3), in the first transport paddle 31 d, a plurality of paddle films push the control valve 34 further, and there is almost no gap between the control valve 34 and the communication port 33 ( (Operating position).

次に、図5(4)及び図5(5)に示すように、第1搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムが制御弁34からはずれることで、制御弁34が元の角度(定位置)まで戻り、このときに、大きな隙間ができ、空間を形成することでトナーカートリッジ32側から連通口33を通してトナーが移動して現像ユニット31内に供給される。
さらに、図5(6)に示すように、複数枚有することで第1搬送パドル31dのパドル用フィルムが、再度制御弁34を押し込んでいく。このときに、トナーカートリッジ32内の第1収納室321で第2搬送パドルのパドル用フィルムがリブ35に当たっている。さらに回転すると、図5(7)に示すように、第1搬送パドル31dのパドル用フィルムが制御弁34をさらに押し込み、制御弁34と連通口33で隙間のない状態を形成してゆく。このときに、第2搬送パドルのパドル用フィルムがリブ35から先に回転したときに、パドル用フィルムの移動方向後流側のトナー内部に空間を形成する。
なお、パドル用フィルムの回転方向後流側30〜120°の範囲に前記フィルムの回転軸を要とする断面扇形の凸状部を設けることによって、この凸状部とリブ35とでパドル用フィルムの回転によって形成された空間部へのトナーの流入を阻止して空間部を所定時間安定に存在させることができる。断面扇形の凸状部を設ける角度範囲が30°よりも小さいとトナーの流入阻止効果が不十分となる。また、角度範囲が120°を超えると空間部の存在時間が長くなりすぎてトナーの供給、移動不良の原因となる。
さらに、図5(8)及び図5(9)に示すように、第1搬送パドル31dは複数のパドル用フィルムが制御弁34からはずれることで、制御弁34が元の角度まで戻り、このときに、大きな隙間ができ空間を形成することで、さらに、第2搬送パドル32aのパドル用フィルムによって持ち上げられたトナーが、トナーカートリッジ32側から連通口33を通して現像ユニット側に移動、供給される。なお、第2搬送パドル32aのパドル用フィルムの側端部と、トナーカートリッジの側壁面との間隔は20mm以下であることが好ましい。この間隔が20mmを超えると、デッドスペースが大きすぎて、トナーの撹拌、移送効率が低下する。
Next, as shown in FIGS. 5 (4) and 5 (5), the first transport paddle 31d has a plurality of paddle films separated from the control valve 34, so that the control valve 34 is at its original angle (fixed position). At this time, a large gap is formed, and by forming a space, the toner moves from the toner cartridge 32 side through the communication port 33 and is supplied into the developing unit 31.
Further, as shown in FIG. 5 (6), the paddle film of the first transport paddle 31d pushes the control valve 34 again by having a plurality of sheets. At this time, the paddle film of the second transport paddle hits the rib 35 in the first storage chamber 321 in the toner cartridge 32. When further rotated, as shown in FIG. 5 (7), the paddle film of the first transport paddle 31 d further pushes the control valve 34, and a state without a gap is formed between the control valve 34 and the communication port 33. At this time, when the paddle film of the second transport paddle is rotated first from the rib 35, a space is formed in the toner on the downstream side in the moving direction of the paddle film.
In addition, by providing a convex section having a sectoral cross section that requires the rotation axis of the film in a range of 30 to 120 ° on the downstream side in the rotational direction of the paddle film, the paddle film is formed by the convex section and the rib 35. The toner can be prevented from flowing into the space formed by the rotation of the toner and the space can be stably present for a predetermined time. If the angle range in which the convex portion having the sectoral cross section is smaller than 30 °, the effect of preventing the inflow of toner becomes insufficient. Further, if the angle range exceeds 120 °, the existence time of the space portion becomes too long, causing toner supply and movement failure.
Further, as shown in FIGS. 5 (8) and 5 (9), the first transport paddle 31d is moved back to the original angle when the plurality of paddle films are separated from the control valve 34. In addition, by forming a space with a large gap, the toner lifted by the paddle film of the second transport paddle 32 a is further moved and supplied from the toner cartridge 32 side to the developing unit side through the communication port 33. The distance between the side edge of the paddle film of the second transport paddle 32a and the side wall surface of the toner cartridge is preferably 20 mm or less. If this interval exceeds 20 mm, the dead space is too large, and the agitation and transfer efficiency of the toner decreases.

次に、図5(10)に示すように、複数枚有することで第1搬送パドル31dのパドル用フィルムが、再度制御弁34を押し込んでいく。これまでは、トナーカートリッジ32側の連通口33付近にはトナーがあったが、トナー内部に形成された空間が存在する場合は、現像ユニット31内の制御弁34の下方に流入したトナーは、横方向に流れて現像ユニット31内に戻るのではなく、連通口33を通過して現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に移動して返送、排出される。図5(11)及び図5(12)に示すように、第1搬送パドル31dのパドル用フィルムが、再度制御弁34を押し込んでいくことで、さらに、現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に移動して排出される。
さらに、第1搬送パドル31dの回転スピードを第2搬送パドルより早くすることで、図5(13)から図5(16)に示すように、現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側にトナーを移動させて排出させることができる。なお、トナーカートリッジ内に空間部が形成されている間に、制御弁34は少なくとも1回作動し、またトナーカートリッジ内の前記空間部が消滅した後にも、前記制御弁は少なくとも1回作動する。
このような操作を繰り返すことで、現像ユニット31とトナーカートリッジ32との間で連通口33を通してトナーを相互に移動させることができる。
Next, as shown in FIG. 5 (10), the paddle film of the first transport paddle 31d pushes the control valve 34 again by having a plurality of sheets. Until now, there was toner in the vicinity of the communication port 33 on the toner cartridge 32 side. However, if there is a space formed inside the toner, the toner that has flowed under the control valve 34 in the developing unit 31 Rather than flowing in the horizontal direction and returning to the developing unit 31, it passes through the communication port 33, moves from the developing unit 31 side to the toner cartridge 32 side, and is returned and discharged. As shown in FIGS. 5 (11) and 5 (12), the paddle film of the first transport paddle 31 d pushes the control valve 34 again to further move from the developing unit 31 side to the toner cartridge 32 side. It is moved and discharged.
Further, by making the rotation speed of the first transport paddle 31d faster than the second transport paddle, the toner is moved from the developing unit 31 side to the toner cartridge 32 side as shown in FIGS. 5 (13) to 5 (16). Can be discharged. Note that the control valve 34 operates at least once while the space portion is formed in the toner cartridge, and the control valve operates at least once even after the space portion in the toner cartridge disappears.
By repeating such operations, the toner can be moved between the developing unit 31 and the toner cartridge 32 through the communication port 33.

現像ユニット31内の第1搬送パドル31dとトナーカートリッジ32内の第2搬送パドル32aの回転数を制御することでトナーの移動による供給・排出の量を調整することができる。
即ち、トナーカートリッジ32内の第2搬送パドルの回転数R2と、現像ユニット31内の第1搬送パドル31dの回転数R1との比R2/R1を、例えば1/10〜4/1の間で調整することにより、単位時間当たりのトナー供給量aとトナー排出量bとの比b/aを0.05〜2.0の範囲となるように制御する。b/aが0.05よりも小さいと地汚れを防止することができず、2.0よりも大きいとトナーの返送量が多くなりすぎて安定な現像操作を行うことができない。
第1搬送パドル31dの回転数は、例えば0.5〜5.0回/秒、第2搬送パドル32aの回転数は、例えば0.04〜0.4回/秒に設定される。各回転数をこの範囲内で調整することによって、単位時間当たりのトナー供給量aとトナー排出量bとの比b/aを0.05〜2.0の範囲となるように制御することができる。第1搬送パドル31dの回転数及び第2搬送パドル32aの回転数がこの範囲から外れると、単位時間当たりのトナー供給量aとトナー排出量bとの比b/aの調整が困難となる。
By controlling the rotational speeds of the first transport paddle 31d in the developing unit 31 and the second transport paddle 32a in the toner cartridge 32, the amount of supply / discharge due to toner movement can be adjusted.
That is, the ratio R2 / R1 between the rotational speed R2 of the second transport paddle in the toner cartridge 32 and the rotational speed R1 of the first transport paddle 31d in the developing unit 31 is, for example, between 1/10 and 4/1. By adjusting, the ratio b / a between the toner supply amount a and the toner discharge amount b per unit time is controlled to be in the range of 0.05 to 2.0. If b / a is less than 0.05, the background stain cannot be prevented, and if it is more than 2.0, the amount of toner returned becomes too large to perform a stable developing operation.
The rotational speed of the first transport paddle 31d is set to, for example, 0.5 to 5.0 times / second, and the rotational speed of the second transport paddle 32a is set to, for example, 0.04 to 0.4 times / second. By adjusting each rotational speed within this range, the ratio b / a between the toner supply amount a and the toner discharge amount b per unit time can be controlled to be in the range of 0.05 to 2.0. it can. If the rotational speed of the first transport paddle 31d and the rotational speed of the second transport paddle 32a are out of this range, it is difficult to adjust the ratio b / a between the toner supply amount a and the toner discharge amount b per unit time.

本実施形態において、単位時間当たりのトナー供給量aとトナー排出量bとの比b/aを0.05〜0.95の範囲で調整することが好ましい。これによって、現像に供したトナー消費量を補充しつつ、良好なトナー量によって現像操作を長時間安定に継続することができる。b/aが0.05よりも小さいと地汚れを防止することができず、0.95よりも大きいと現像ユニットへのトナー供給量が少なくなる。
このとき、トナーの移動量、即ちトナーの供給・排出の量は、連通口33の数によって調整することができる。この連通口33の数は、画像形成装置本体の画像形成する速度によって適宜決定する。
また、連通口33に対応して設けられる制御弁34は、櫛の歯状に設け、隣り合う制御弁34を交互に動作させるものとする。即ち、第1搬送パドル31dのパドル用フィルムを櫛の歯状の制御弁34に対応させて櫛の歯状に1つおきに設け、それを2数のパドル用フィルムですべての制御弁34に対応させて制御弁34を交互に動作させることができる。交互に動作させることで、現像ユニット31内のトナーのデッドスペースを形成することなく、均等に排出させることができる。
In this embodiment, it is preferable to adjust the ratio b / a between the toner supply amount a and the toner discharge amount b per unit time in the range of 0.05 to 0.95. As a result, the developing operation can be stably continued for a long time with a good amount of toner while supplementing the amount of toner consumed for development. If b / a is less than 0.05, background contamination cannot be prevented, and if it is greater than 0.95, the amount of toner supplied to the developing unit decreases.
At this time, the amount of toner movement, that is, the amount of toner supply / discharge, can be adjusted by the number of communication ports 33. The number of the communication ports 33 is appropriately determined according to the image forming speed of the image forming apparatus main body.
Further, the control valve 34 provided corresponding to the communication port 33 is provided in a comb-like shape, and the adjacent control valves 34 are operated alternately. That is, every other paddle film of the first transport paddle 31d is provided in a comb-like shape corresponding to the comb-like control valve 34, and it is provided to all the control valves 34 with two paddle films. Correspondingly, the control valves 34 can be operated alternately. By alternately operating, the toner can be discharged evenly without forming a dead space of toner in the developing unit 31.

制御弁34の幅は、連通口33の幅より0mm〜20mm大きくする。制御弁34の幅が連通口33の幅より小さいとトナーが供給される連通口33が現像ユニット31側のトナーで塞がれるためにトナーが供給されにくくなる。また、トナーの排出においても、制御弁34と連通口33との間にトナーが入り込み、その入り込んだトナーを排出することで、連通口33を通して大量のトナーが現像ユニット31側からトナーカートリッジ32側に排出されるのを防止しているが、制御弁34の幅が小さくなることで大量のトナーが排出され、現像ユニット31内のトナーが少なくなる。
本実施形態においては、図2に示したように、現像ユニット31の長手方向に沿って多数設けられた制御弁34のうち、両端部の制御弁の幅をそれ以外の制御弁の幅よりも20%以上広くしたので、両端部の制御弁の脇を経て制御弁34と連通口33との間に進入するトナー量を規制して、その量を左右両側に同様の制御弁が配置されている両端部以外の制御弁の脇を経てその裏側に進入するトナー量とほぼ等しくすることができるので、複数の連通口33におけるトナーの移動量、即ちトナー入れ替え率を均等化することができる。
一方、トナーの排出は、制御弁34の脇から制御弁34と連通口33との間に入ったトナーが第1搬送パドル31dの押し込みで連通口33を通して排出される。このために、制御弁34の幅が連通口33より大きくなると、連通口33付近に回り込むトナー量が全体として少なくなり、排出されるトナー量が少なくなり、トナーの入れ替え率が少なくなる。また、連通口33から供給されたトナーは、連通口33から下の方に移動して、制御弁34の下にあるトナーと混合される。したがって、制御弁34の幅が大きくなると供給されるトナーの箇所が少なくなり、トナーの混合による均質性が低下する。なお、本実施形態においては、両端部の制御弁だけの幅を他の制御弁の幅よりも大きくしているので、このような不都合を最小限に抑えることができる。
従って、少なくとも両端部以外の制御弁34の幅は、連通口33の幅以上であって、連通口33の幅よりも20mm以内で大きくする。この幅にすることで、トナーの供給・排出の制御を容易にし、さらに、供給後のトナーの混合による均質性を高めることができる。
The width of the control valve 34 is 0 mm to 20 mm larger than the width of the communication port 33. If the width of the control valve 34 is smaller than the width of the communication port 33, the communication port 33 to which toner is supplied is blocked by the toner on the developing unit 31 side, so that it is difficult to supply toner. Further, in discharging the toner, toner enters between the control valve 34 and the communication port 33, and a large amount of toner is discharged from the developing unit 31 side to the toner cartridge 32 side through the communication port 33 by discharging the inserted toner. However, since the width of the control valve 34 is reduced, a large amount of toner is discharged and the toner in the developing unit 31 is reduced.
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, among the control valves 34 provided along the longitudinal direction of the developing unit 31, the widths of the control valves at both ends are made larger than the widths of the other control valves. Since the width is increased by 20% or more, the amount of toner entering between the control valve 34 and the communication port 33 through the side of the control valve at both ends is regulated, and similar control valves are arranged on both the left and right sides. Since the amount of toner entering the back side of the control valve other than the opposite end portions can be made substantially equal, the amount of toner movement at the plurality of communication ports 33, that is, the toner replacement rate can be equalized.
On the other hand, toner is discharged from the side of the control valve 34 between the control valve 34 and the communication port 33 through the communication port 33 when the first transport paddle 31d is pushed. For this reason, when the width of the control valve 34 becomes larger than the communication port 33, the amount of toner that wraps around the communication port 33 as a whole decreases, the amount of discharged toner decreases, and the toner replacement rate decreases. The toner supplied from the communication port 33 moves downward from the communication port 33 and is mixed with the toner under the control valve 34. Therefore, when the width of the control valve 34 is increased, the number of supplied toners is reduced, and the homogeneity due to the mixing of the toner is lowered. In the present embodiment, the width of only the control valves at both ends is made larger than the widths of the other control valves, so that such inconvenience can be minimized.
Accordingly, at least the width of the control valve 34 other than both ends is equal to or larger than the width of the communication port 33 and is larger than the width of the communication port 33 within 20 mm. By setting this width, it is possible to easily control the supply / discharge of the toner, and to improve the homogeneity due to the mixing of the toner after the supply.

制御弁34相互の間隔は、2mm〜20mmとする。制御弁34の間隔が、2mm未満では制御弁34と連通口33との間に入り込む量が少なくなるために、排出できるトナー量が少なくなる。また、20mmを越えると、設けることができる連通口33の数が少なくなり、トナーの供給・排出する量が少なくなる。
制御弁34の長さは、10mm〜25mmとする。制御弁34の長さによって、制御弁34と連通口33との間にできる空間の大きさが決定される。従って、制御弁34の長さが10mm未満では、排出されるトナー量が少なくなるために、トナーの入れ替えが不十分になる。一方、25mmを越えると排出する量が多くなり、現像ユニット内のトナー量が少なくなる。
また、制御弁34の定位置における弁角度を20°〜45°とし、作動位地における弁角度を0°〜15°とする。なお、制御弁は弾性があり撓むため、ここでの弁角度は、制御弁が壁面と接触する部分と制御弁の先端部とを結んだ直線が、壁面となす角度と定義した。制御弁34の角度によって、制御弁34と連通口33との間にできる空間の大きさが決定される。制御弁34の定位置における弁角度が20°未満では、排出されるトナー量が少なくなるために、トナーの入れ替えが不十分になる。一方、定位置における弁角度が45°を越えると排出する量が多くなり、現像ホッパー内のトナー量が少なくなる。
The interval between the control valves 34 is 2 mm to 20 mm. When the distance between the control valves 34 is less than 2 mm, the amount of toner entering between the control valve 34 and the communication port 33 is small, and the amount of toner that can be discharged is small. Further, if it exceeds 20 mm, the number of communication ports 33 that can be provided decreases, and the amount of toner supplied and discharged decreases.
The length of the control valve 34 is 10 mm to 25 mm. The size of the space formed between the control valve 34 and the communication port 33 is determined by the length of the control valve 34. Therefore, if the length of the control valve 34 is less than 10 mm, the amount of discharged toner is reduced, so that the replacement of toner becomes insufficient. On the other hand, if it exceeds 25 mm, the amount to be discharged increases and the amount of toner in the developing unit decreases.
Further, the valve angle at a fixed position of the control valve 34 is set to 20 ° to 45 °, and the valve angle at the operating position is set to 0 ° to 15 °. Since the control valve is elastic and bends, the valve angle here is defined as an angle formed by a straight line connecting a portion where the control valve is in contact with the wall surface and the tip of the control valve and the wall surface. The size of the space formed between the control valve 34 and the communication port 33 is determined by the angle of the control valve 34. When the valve angle at the fixed position of the control valve 34 is less than 20 °, the amount of toner discharged becomes small, and the replacement of toner becomes insufficient. On the other hand, when the valve angle at the fixed position exceeds 45 °, the amount to be discharged increases and the amount of toner in the developing hopper decreases.

図6は、本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
この画像形成装置1は、感光体ユニット10、書き込み光学ユニット20、現像ユニット30、中間転写ユニット40、2次転写ユニット50、定着ユニット60、両面印刷用紙反転ユニット70等で構成されている。そして、黒(以下、Bkという)、シアン(以下、Cという)、マゼンタ(以下、Mという)、イエロー(以下、Yという)のカラー画像を感光体ユニット10の感光体ベルト11上に順次顕像化し、これらを重ね合わせて最終的な4色フルカラー画像を形成する。感光体ベルト11の周りには、感光体クリーニング装置12、帯電ローラ13、複数の現像装置30、中間転写ユニット40の中間転写ベルト41などが配置されている。感光体ベルト11は、駆動ローラ14、1次転写対向ローラ15、張架ローラ16間に張架され、駆動モータによって回転する。また、上記書き込み光学ユニット20は、カラー画像データを光信号に変換して、各色画像に対応した光書き込みを行い、感光体ベルト11に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット20は、光源としての半導体レーザ21、ポリゴンミラー22、3つの反射ミラー23などで構成されている。
また、上記現像装置30は、画像形成装置1本体の下側から順に、黒トナーを収容したBk現像装置30K、シアントナーを収容したC現像装置30C、マゼンタトナーを収容したM現像装置30M、イエロートナーを収容したY現像装置30Yとなっている。ここでは、さらに、各現像装置を図中左右方向に移動させ感光体ベルト11に対し、接離動作を行う接離機構を備える。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the image forming apparatus of the present invention.
The image forming apparatus 1 includes a photosensitive unit 10, a writing optical unit 20, a developing unit 30, an intermediate transfer unit 40, a secondary transfer unit 50, a fixing unit 60, a duplex printing paper reversing unit 70, and the like. Then, black (hereinafter referred to as Bk), cyan (hereinafter referred to as C), magenta (hereinafter referred to as M), and yellow (hereinafter referred to as Y) color images are successively developed on the photoreceptor belt 11 of the photoreceptor unit 10. These are then superimposed to form the final four-color full color image. Around the photoreceptor belt 11, a photoreceptor cleaning device 12, a charging roller 13, a plurality of developing devices 30, an intermediate transfer belt 41 of an intermediate transfer unit 40, and the like are disposed. The photosensitive belt 11 is stretched between a driving roller 14, a primary transfer counter roller 15, and a stretching roller 16, and is rotated by a driving motor. The writing optical unit 20 converts the color image data into an optical signal, performs optical writing corresponding to each color image, and forms an electrostatic latent image on the photosensitive belt 11. The writing optical unit 20 includes a semiconductor laser 21 as a light source, a polygon mirror 22, three reflecting mirrors 23, and the like.
The developing device 30 includes, in order from the lower side of the main body of the image forming apparatus 1, a Bk developing device 30K containing black toner, a C developing device 30C containing cyan toner, an M developing device 30M containing magenta toner, and a yellow. A Y developing device 30Y containing toner is provided. Here, a contact / separation mechanism for moving the developing devices in the left-right direction in the drawing to perform the contact / separation operation with respect to the photosensitive belt 11 is further provided.

現像装置30内のトナーは所定の極性に帯電され、現像スリーブ31aには、現像バイアス電源によって現像バイアスが印加され、現像スリーブ31aが感光体ベルト11に対して所定電位にバイアスされている。また、接離機構は、モータから各現像装置30に駆動を伝達するための図示しない電磁クラッチがオンになるとその駆動力で現像装置30を感光体ベルト11側に移動させるようになっている。現像時には、現像装置30のうち選択されたいずれか一つが移動し、感光体ベルト11に当接する。一方、電磁クラッチをオフにして駆動伝達を解除すると感光体ベルト11に当接していた現像装置が感光体ベルト11から離間する方向に移動する。   The toner in the developing device 30 is charged to a predetermined polarity, and a developing bias is applied to the developing sleeve 31 a by a developing bias power source, and the developing sleeve 31 a is biased to a predetermined potential with respect to the photosensitive belt 11. The contact / separation mechanism moves the developing device 30 toward the photosensitive belt 11 by the driving force when an electromagnetic clutch (not shown) for transmitting driving from the motor to each developing device 30 is turned on. At the time of development, any one selected from the developing device 30 moves and contacts the photosensitive belt 11. On the other hand, when the electromagnetic clutch is turned off to cancel the drive transmission, the developing device that has been in contact with the photosensitive belt 11 moves away from the photosensitive belt 11.

画像形成装置1本体の待機状態では、現像装置30K、C、M、Yも感光体ベルト11と離間した位置にセットされており、画像形成動作が開始されると、カラー画像データに基づきレーザ光による光書き込み、静電潜像の形成が開始される(以下、Bk 画像データによる静電潜像をBk静電潜像という。C、M、Yについても同様)。このBk静電潜像の先端部から現像可能とすべくBk現像位置に静電潜像先端部が到達する前に、Bk現像スリーブ31aを回転開始して、Bk静電潜像をBkトナーで現像する。そして、以後、Bk静電潜像領域の現像動作が続行されるが、Bk静電潜像後端部がBk現像位置を通過した時点で、K現像装置30Kが感光体ベルト11から離間し、次の色の現像に備えて該当する色の現像装置が感光体ベルト11に当接する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が現像位置に到達する前に完了される。
また、上記中間転写ユニット40は、中間転写ベルト41、ベルトクリーニング装置42、位置検出用センサ43などで構成されている。中間転写ベルト41は駆動ローラ44、1次転写ローラ45、従動ローラとしての2次転写対向ローラ46、クリーニング対向ローラ47及びテンションローラ48に張架されており、図示しない駆動モータによりに駆動制御される。中間転写ベルト41端部の非画像形成領域には複数の位置検出用マークが設けられており、これらの位置検出用マークのうちのいずれか一つを位置検出用センサ43で検出し、この検出タイミングで画像形成を開始する。また、ベルトクリーニング装置42は、クリーニングブラシ42a、接離機構等で構成されており、1色目のBk画像を中間転写ベルト41に転写している間、及び、2、3、4色目の画像を中間転写ベルト41に転写している間は接離機構によって中間転写ベルト41面からクリーニングブラシ42aを離間させておく。
さらに、2次転写ユニット50は、2次転写ローラ51、2次転写ローラ51を中間転写ベルト41に対して接離するためのクラッチ等を備えた接離機構等で構成されている。転写紙が転写位置に到達するタイミングに合致させて2次転写ローラ51が接離機構の回転軸を中心に揺動する。この2次転写ローラ51と2次転写対向ローラ46とにより転写紙と中間転写ベルト41とを一定の圧力で接触させる。2次転写ローラ51は中間転写ユニット40に設けられた図示しない位置決め部材により2次転写対向ローラ46との平行度の位置精度が保たれている。また、2次転写ローラ51に設けた図示しない位置決めコロにより中間転写ベルト41に対する2次転写ローラ51の接触圧を一定にしている。2次転写ローラ51を中間転写ベルト41に接触させると同時に、2次転写ローラ51にはトナーと逆極性の転写バイアスが印加され、中間転写ベルト41上の重ねトナー像を転写紙に一括転写する。
In the standby state of the main body of the image forming apparatus 1, the developing devices 30K, C, M, and Y are also set at positions separated from the photosensitive belt 11, and when the image forming operation is started, the laser beam is based on the color image data. Is started, and electrostatic latent image formation is started (hereinafter, an electrostatic latent image based on Bk image data is referred to as a Bk electrostatic latent image; the same applies to C, M, and Y). Before the leading edge of the electrostatic latent image reaches the Bk developing position so that the leading edge of the Bk electrostatic latent image can be developed, the Bk developing sleeve 31a starts to rotate, and the Bk electrostatic latent image is transformed with Bk toner. develop. Thereafter, the developing operation of the Bk electrostatic latent image area is continued, but when the rear end portion of the Bk electrostatic latent image passes the Bk developing position, the K developing device 30K is separated from the photosensitive belt 11, The developing device of the corresponding color comes into contact with the photosensitive belt 11 in preparation for the development of the next color. This is completed at least before the leading edge of the electrostatic latent image based on the next image data reaches the developing position.
The intermediate transfer unit 40 includes an intermediate transfer belt 41, a belt cleaning device 42, a position detection sensor 43, and the like. The intermediate transfer belt 41 is stretched around a drive roller 44, a primary transfer roller 45, a secondary transfer counter roller 46 as a driven roller, a cleaning counter roller 47, and a tension roller 48, and is driven and controlled by a drive motor (not shown). The A plurality of position detection marks are provided in the non-image forming area at the end of the intermediate transfer belt 41, and any one of these position detection marks is detected by the position detection sensor 43, and this detection is performed. Image formation starts at the timing. Further, the belt cleaning device 42 includes a cleaning brush 42a, a contact / separation mechanism, and the like, while transferring the Bk image of the first color to the intermediate transfer belt 41 and the images of the second, third, and fourth colors. During the transfer to the intermediate transfer belt 41, the cleaning brush 42a is separated from the surface of the intermediate transfer belt 41 by the contact / separation mechanism.
Further, the secondary transfer unit 50 includes a contact / separation mechanism including a clutch or the like for contacting / separating the secondary transfer roller 51, the secondary transfer roller 51 with the intermediate transfer belt 41. The secondary transfer roller 51 swings about the rotation axis of the contact / separation mechanism in accordance with the timing when the transfer paper reaches the transfer position. The secondary transfer roller 51 and the secondary transfer counter roller 46 bring the transfer paper and the intermediate transfer belt 41 into contact with each other with a constant pressure. The secondary transfer roller 51 has a positional accuracy of parallelism with the secondary transfer counter roller 46 by a positioning member (not shown) provided in the intermediate transfer unit 40. Further, the contact pressure of the secondary transfer roller 51 with respect to the intermediate transfer belt 41 is made constant by a positioning roller (not shown) provided on the secondary transfer roller 51. At the same time as the secondary transfer roller 51 is brought into contact with the intermediate transfer belt 41, a transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the secondary transfer roller 51, and the superimposed toner images on the intermediate transfer belt 41 are collectively transferred onto the transfer paper. .

一方、画像形成動作が開始される時期に、転写紙は給紙装置80又は手差しトレイ83のいずれかから給送され、レジストローラ82対のニップで待機している。そして、2次転写ローラ51に中間転写ベルト41上の4色重ねのトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対82が駆動され、転写紙とトナー像との位置合わせが行われる。そして、転写紙が中間転写ベルト41上のトナー像と重ねられて2次転写位置を通過する。このとき2次転写ローラ51による転写バイアスで転写紙が荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙上に転写される。そして、中間転写ベルト41から4色重ねトナー像を一括転写された転写紙は、定着ユニット60に搬送され、所定温度に制御された定着ベルト61と加圧ローラ62のニップ部でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出され、排紙トレイ84に裏向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。   On the other hand, at the time when the image forming operation is started, the transfer sheet is fed from either the sheet feeding device 80 or the manual feed tray 83 and waits at the nip of the pair of registration rollers 82. Then, when the leading edge of the four-color superimposed toner image on the intermediate transfer belt 41 approaches the secondary transfer roller 51, the registration roller pair 82 is driven so that the leading edge of the transfer paper coincides with the leading edge of the toner image. The transfer paper and the toner image are aligned. Then, the transfer paper is superimposed on the toner image on the intermediate transfer belt 41 and passes through the secondary transfer position. At this time, the transfer paper is charged by the transfer bias by the secondary transfer roller 51, and most of the toner image is transferred onto the transfer paper. Then, the transfer paper onto which the four-color superimposed toner images are collectively transferred from the intermediate transfer belt 41 is conveyed to the fixing unit 60, and the toner image is melted at the nip portion between the fixing belt 61 and the pressure roller 62 controlled to a predetermined temperature. It is fixed, sent out of the apparatus main body, and stacked face down on the paper discharge tray 84 to obtain a full color copy.

更に、両面印刷を行う場合には、定着ユニット60を通過した転写紙は両面切替爪65により両面印刷用紙反転ユニット70に送られる。両面印刷用紙反転ユニット70においては、転写紙はまず反転切替爪71によって矢印D方向に案内され、転写紙後端が反転切替爪71を通過した後、反転ローラ対72が停止し、転写紙も停止する。そして、反転ローラ対72が一定のブランク時間ののち逆転を開始し、転写紙はスイッチバックを始める。このときに、反転切替爪71が切り替わり、転写紙はレジストローラ対82に送られる。レジストローラ対82に送られた転写紙は表裏反転した状態でレジストローラ対82のニップで待機する。そして、所定のタイミングでレジストローラ対82が駆動され、転写紙は2次転写位置に送られて中間転写ベルト41から4色重ねトナー像を一括転写された後、定着ユニット60でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出される。
一方、1次転写後の感光体ベルト11の表面は、感光体クリーニング装置12でクリーニングされる。このとき、除電ランプ等で均一に除電して、クリーニングしやすくすることもできる。また、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト41の表面は、ベルトクリーニング装置42のクリーニングブラシ42aを接離機構で押圧することによってクリーニングされる。中間転写ベルト41からクリーングされたトナーは廃トナータンク49に蓄えられる。
Furthermore, when performing duplex printing, the transfer paper that has passed through the fixing unit 60 is sent to the duplex printing paper reversing unit 70 by the duplex switching claw 65. In the double-sided printing paper reversing unit 70, the transfer paper is first guided in the direction of arrow D by the reversal switching claw 71, and after the rear end of the transfer paper passes through the reversal switching claw 71, the reversing roller pair 72 stops and the transfer paper also Stop. Then, the reverse roller pair 72 starts reverse rotation after a certain blank time, and the transfer paper starts to switch back. At this time, the reverse switching claw 71 is switched, and the transfer paper is sent to the registration roller pair 82. The transfer sheet sent to the registration roller pair 82 stands by at the nip of the registration roller pair 82 with the front and back reversed. Then, the registration roller pair 82 is driven at a predetermined timing, the transfer paper is sent to the secondary transfer position, and the four-color superimposed toner image is collectively transferred from the intermediate transfer belt 41, and then the toner image is melted by the fixing unit 60. It is fixed and sent out of the main body.
On the other hand, the surface of the photoreceptor belt 11 after the primary transfer is cleaned by the photoreceptor cleaning device 12. At this time, the charge can be uniformly removed by a charge removal lamp or the like to facilitate cleaning. Further, the surface of the intermediate transfer belt 41 after the toner image is transferred onto the transfer paper is cleaned by pressing the cleaning brush 42a of the belt cleaning device 42 with a contact / separation mechanism. The toner cleaned from the intermediate transfer belt 41 is stored in a waste toner tank 49.

ここで、現像装置についてさらに詳述する。現像装置30は、感光体ベルト11表面の静電潜像を現像するためにトナーを表面に担持して回転する現像スリーブ31aと、トナーを汲み上げて撹拌するために回転する第1搬送パドル31dとを含む現像ユニット31と、トナーを収容するトナーカートリッジ32で構成されている。このように2つのユニットに分割されている理由は、現像ユニット31は、トナーカートリッジ32を数回交換して使用しても耐えうる耐久性を有しているからである。
図7は、本実施形態の現像装置における連通口33の構成を示した概略図であり、(A)は現像ユニット31側の構成を示し、(B)はトナーカートリッジ側の構成を示している。現像ユニット31の筐体の外側にはスライドシャッター31eを備え、そのスライドシャッター31eには弾性部材31fを貼付している。このスライドシャッター31eを開閉することで現像ユニット31の連通口33の開閉を行う。また、トナーカートリッジ32側は、筐体に設けられた連通口33に対応して開けた部分のある弾性部材32d、連通口33からトナーがこぼれるのを防止し、または、トナーを補給できるように開放するスライドシャッター32c、これらを筐体に固定する固定シール32eが設けられている。
Here, the developing device will be further described in detail. The developing device 30 includes a developing sleeve 31a that rotates while carrying toner on the surface to develop an electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor belt 11, and a first conveyance paddle 31d that rotates to pump up and stir the toner. And a toner cartridge 32 for containing toner. The reason why it is divided into two units in this way is that the developing unit 31 has durability that can withstand even if the toner cartridge 32 is replaced several times.
7A and 7B are schematic views showing the configuration of the communication port 33 in the developing device of the present embodiment. FIG. 7A shows the configuration on the developing unit 31 side, and FIG. 7B shows the configuration on the toner cartridge side. . A slide shutter 31e is provided outside the housing of the developing unit 31, and an elastic member 31f is attached to the slide shutter 31e. The communication port 33 of the developing unit 31 is opened and closed by opening and closing the slide shutter 31e. Further, the toner cartridge 32 side prevents the toner from spilling from the elastic member 32d having an opening corresponding to the communication port 33 provided in the housing, and the communication port 33, or can replenish the toner. A slide shutter 32c to be opened and a fixed seal 32e for fixing them to the housing are provided.

トナーカートリッジ32を現像装置に配置して、現像ユニット31側のスライドシャッター31eを開け、また、トナーカートリッジ32側のスライドシャッター32cを開けて、トナーを通過させることができる連通口33ができる。
現像ユニット31側の連通口33は複数あり、現像ユニット31とトナーカートリッジ32との間には弾性部材を貼着したスライドシャッター31eを設けている。このスライドシャッター31eを移動させることで、現像ユニット31筐体に設けた連通口33の開閉を行う。トナーカートリッジ32がない場合又は画像形成装置本体に装着していない場合は、スライドシャッター31eで連通口33を閉じておくことで現像ユニット31からのトナーのこぼれるのを防止する。
また、トナーカートリッジ32も、現像ユニット31がない場合又は画像形成装置本体に装着していない場合は、トナーカートリッジ32からのトナーのこぼれるのを防止するために、連通口33を閉じておくためにスライドシャッター32cを設ける。トナーカートリッジ32に対して、弾性部材32d、スライドシャッター32c、固定シール32eを設ける。弾性部材は、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の発泡材が好ましい。
図7に示すように、現像ユニット31とトナーカートリッジ32に設けられた複数の連通口33に対応してスライドシャッターに開放した窓部31gを設ける。連通口33を閉じるときはスライドシャッターの窓部のないところで連通口33を塞ぎ、連通口33を開放するときはスライドシャッターを移動させて、窓部と連通口33を合わせて、連通口33全体を連通させる。
By arranging the toner cartridge 32 in the developing device, the slide shutter 31e on the developing unit 31 side is opened, and the slide shutter 32c on the toner cartridge 32 side is opened, so that a communication port 33 through which toner can pass is formed.
There are a plurality of communication ports 33 on the developing unit 31 side, and a slide shutter 31e with an elastic member attached is provided between the developing unit 31 and the toner cartridge 32. By moving the slide shutter 31e, the communication port 33 provided in the housing of the developing unit 31 is opened and closed. When there is no toner cartridge 32 or when it is not attached to the image forming apparatus main body, the communication port 33 is closed by the slide shutter 31e to prevent toner from spilling from the developing unit 31.
Further, when the developing unit 31 is not provided or the toner cartridge 32 is not attached to the main body of the image forming apparatus, the communication port 33 is closed in order to prevent the toner from spilling out from the toner cartridge 32. A slide shutter 32c is provided. An elastic member 32d, a slide shutter 32c, and a fixed seal 32e are provided for the toner cartridge 32. The elastic member is preferably a foamed material such as urethane resin or silicone resin.
As shown in FIG. 7, window portions 31 g opened to the slide shutter are provided corresponding to the plurality of communication ports 33 provided in the developing unit 31 and the toner cartridge 32. When the communication port 33 is closed, the communication port 33 is closed where there is no window portion of the slide shutter, and when the communication port 33 is opened, the slide shutter is moved so that the window portion and the communication port 33 are aligned with each other. To communicate.

画像形成装置1において現像装置30は、現像ユニット31内にある第1搬送パドル31dで、トナーを攪拌しつつ現像剤供給ローラ31bに搬送し、供給ローラ31bが現像スリーブ31aに摺擦しながら、同時にトナーを摺擦させて摩擦帯電させて、トナーを帯電させる。帯電したトナーは、現像スリーブ31aに鏡像力で吸着されて搬送される。その後、規制ローラ31cで現像領域に搬送されるトナー量を規制する。現像スリーブ31a上に形成されるトナー薄層が現像領域における現像バイアスで感光体ベルト11に現像される。
このときに、供給ローラ31bで現像スリーブ31aに摺擦されたトナーは大きな押圧力を受けて、トナー表面の凸凹が削られて球形化しトナーの付着力が大きくなる。また、この押圧力でトナー表面の外添剤が埋没して流動性が低下し、さらに、外添剤による帯電量調整ができなくなるために帯電量が変わってくる。これらの影響でトナーの現像性が低下し、さらに、転写性、クリーニング性が低下する。
このように、現像ユニットのホッパー内に劣化したトナーが多くなり、また、トナーが現像によって消費されるために現像ユニット31内のトナーが少なくなる。そこで、複数の連通口33を通過してトナーカートリッジ32から、現像ユニット31へとトナーが補給される。トナーカートリッジ32内には、トナーカートリッジ本体32の内壁に先端が摺接する第2搬送パドル32a、第3搬送パドル32bがそれぞれ第1収納室321と第2収納室322に設けられており、第2又は第3搬送パドル32a、32bが回転することによりトナーを現像ユニット31側に押し込んで、現像ユニット31に複数の連通口33からトナーが補給される。
In the image forming apparatus 1, the developing device 30 transports the toner to the developer supply roller 31b while stirring the toner with the first transport paddle 31d in the developing unit 31, and the supply roller 31b rubs against the developing sleeve 31a. At the same time, the toner is rubbed and frictionally charged to charge the toner. The charged toner is attracted to the developing sleeve 31a with a mirror image force and conveyed. Thereafter, the amount of toner conveyed to the development area is regulated by the regulation roller 31c. A thin toner layer formed on the developing sleeve 31a is developed on the photosensitive belt 11 with a developing bias in the developing region.
At this time, the toner rubbed against the developing sleeve 31a by the supply roller 31b receives a large pressing force, and the irregularities on the surface of the toner are scraped to become spherical and increase the adhesion force of the toner. Further, the external additive on the surface of the toner is buried by this pressing force and the fluidity is lowered, and further, the charge amount cannot be adjusted by the external additive, so that the charge amount is changed. Under these influences, the developing property of the toner is lowered, and further, the transfer property and the cleaning property are lowered.
As described above, the deteriorated toner increases in the hopper of the developing unit, and the toner in the developing unit 31 decreases because the toner is consumed by the development. Therefore, the toner is supplied from the toner cartridge 32 to the developing unit 31 through the plurality of communication ports 33. In the toner cartridge 32, a second transport paddle 32 a and a third transport paddle 32 b slidably contacted with the inner wall of the toner cartridge main body 32 are provided in the first storage chamber 321 and the second storage chamber 322, respectively. Alternatively, the third transport paddles 32 a and 32 b rotate to push the toner toward the developing unit 31, so that the toner is supplied to the developing unit 31 from the plurality of communication ports 33.

さらに、この複数の連通口33を通して現像ユニット31内のトナーがトナーカートリッジ32側に排出されて、このトナーがトナーカートリッジ32内のトナーと混合される。トナーカートリッジ32内には、未使用のトナーが多く収納されており、現像ユニット31内で劣化したトナーと混合される。この混合によって、未使用トナーの表面に多く存在する外添剤が劣化したトナーに再分配されることで、劣化したトナーの帯電量、流動性が元の未使用トナーの状態に近くなる。これは、現像ユニット31から第1収納室321に排出されたトナーは、さらに、第2搬送パドルで第2収納室322に搬送されて、次に、第3搬送パドルで第1収納室321に戻される。この間に、外添剤の再分配を受けることになる。   Further, the toner in the developing unit 31 is discharged to the toner cartridge 32 through the plurality of communication ports 33, and the toner is mixed with the toner in the toner cartridge 32. A large amount of unused toner is stored in the toner cartridge 32 and is mixed with the deteriorated toner in the developing unit 31. As a result of this mixing, the external additive present in large amounts on the surface of the unused toner is redistributed to the deteriorated toner, whereby the charge amount and fluidity of the deteriorated toner become close to those of the original unused toner. This is because the toner discharged from the developing unit 31 to the first storage chamber 321 is further transported to the second storage chamber 322 by the second transport paddle, and then to the first storage chamber 321 by the third transport paddle. Returned. During this time, the external additive is redistributed.

本実施形態によれば、両端の制御弁をそれ以外の制御弁よりも20%以上幅広としたので、両端の制御弁の裏側に回り込むトナーの量と両端以外の制御弁の裏側に回り込むトナー量をほぼ等しくすることができ、これによって単位時間当たりの各連通口33毎のトナーの供給量aとトナーの返送量bとの比であるトナー入れ替え率(b/a)を均等化することができる。従って、現像ユニット内のトナーの性質が均一になり、地汚れのない、高品質の画像を形成することができる。
また、本実施形態によれば、単位時間当たりのトナー供給量aとトナー返送量bとの比b/aを0.05〜2.0の範囲で調整できるようにしたことにより、現像ユニット31内の劣化したトナーを必要に応じてトナーカートリッジ32に返送し、劣化していないトナーと混合した後、現像ユニット31に戻すことができるので、トナーの帯電性が良好に保たれる。従って、長期にわたって安定した帯電量が得られることで高品位の画像を得ることができる。また、トナーの流動性の低下を抑えられることで、現像スリーブに安定してトナーを均一に供給できるので、濃度の高い画像を安定して得ることができる。
本実施形態において、像担持体としての感光体と現像装置とは、一体に支持されたプロセスカートリッジを形成する。これによって着脱が容易となり、故障時の現状復帰も容易となってメンテナンス性が向上する。
According to the present embodiment, since the control valves at both ends are wider than the other control valves by 20% or more, the amount of toner that wraps around the back side of the control valve at both ends and the amount of toner that wraps around the back side of the control valve other than both ends The toner replacement rate (b / a), which is the ratio between the toner supply amount a and the toner return amount b for each communication port 33 per unit time, can be made uniform. it can. Therefore, the properties of the toner in the developing unit become uniform, and a high-quality image free from background stains can be formed.
Further, according to the present embodiment, the ratio b / a between the toner supply amount a and the toner return amount b per unit time can be adjusted in the range of 0.05 to 2.0, so that the developing unit 31 can be adjusted. The deteriorated toner can be returned to the toner cartridge 32 as necessary, mixed with the toner that has not deteriorated, and then returned to the developing unit 31, so that the chargeability of the toner can be kept good. Therefore, a high-quality image can be obtained by obtaining a stable charge amount over a long period of time. In addition, since the decrease in toner fluidity can be suppressed, the toner can be stably and uniformly supplied to the developing sleeve, so that an image having a high density can be stably obtained.
In the present embodiment, the photoconductor as the image carrier and the developing device form a process cartridge that is integrally supported. This facilitates attachment / detachment, facilitates return to the current state at the time of failure, and improves maintainability.

本実施形態において、現像ユニット31とトナーカートリッジ32とを連結する複数の連通口33は、その形状、大きさ及び/又は配置位置が、連結部の長手方向の中心部を基準として左右対象とすることが好ましい。これによってトナーの均一流通性をより確実に確保することができる。
図8は、本実施形態の変形例における現像ユニットに設けられた連通口部分を示す正面図である。図8において、連通口33は、現像ユニット31の長手方向の中心部を基準としてその左右両方向に同一形状のものが同一数だけ、線対称となるように配置されている。各連通口33をこのように配置することによって、トナー流通方向に直交する断面における均一流通性をより性格に確保することができる。
また、本実施形態において、長手方向両端部の制御弁をそれ以外の制御弁よりも20%以上幅広とすることに代えて、複数配置した制御弁のうち、両端部の連通口に対応した制御弁に隣接してその外側に、即ち連通口が設けられていない部分に対応して、前記複数の制御弁と同一形状の制御弁を設けることもできる。このようにすることによって、両端部の連通口に対応する制御弁を、それ以外の制御弁と同様、両側に同様の制御弁が配置されたものと同一の条件とすることができるので、両端部の連通口を含めて各連通口におけるトナーの均一流通性をより確実に確保することができる。
図9は、本実施形態の変形例における制御弁配列を示す正面図である。図9において、複数配置した制御弁のうち、両端部の連通口に対応した制御弁に隣接してその外側に、即ち連通口が設けられていない部分に対応して、前記複数の制御弁と同一形状の制御弁34dを設けたものであり、これによって両端部の制御弁周りのトナーの動きを、両端以外の制御弁周りのトナーの動きと同じにすることができるので、各連通口におけるトナー供給量aとトナー返送量bとの比b/a(入れ替え率)を均等化することができる。
In the present embodiment, the plurality of communication ports 33 that connect the developing unit 31 and the toner cartridge 32 are subject to the shape, size, and / or arrangement position on the left and right sides with respect to the central portion in the longitudinal direction of the connecting portion. It is preferable. As a result, it is possible to more reliably ensure the uniform flowability of the toner.
FIG. 8 is a front view showing a communication port portion provided in the developing unit in a modification of the present embodiment. In FIG. 8, the communication ports 33 are arranged so that the same number of the same shapes in the left and right directions are line symmetric with respect to the longitudinal center of the developing unit 31. By disposing each communication port 33 in this way, it is possible to more reliably ensure uniform flowability in a cross section perpendicular to the toner flow direction.
In this embodiment, instead of making the control valves at both ends in the longitudinal direction 20% or more wider than the other control valves, control corresponding to the communication ports at both ends among the plurality of arranged control valves. A control valve having the same shape as that of the plurality of control valves may be provided adjacent to the valve, on the outside thereof, that is, corresponding to a portion where the communication port is not provided. By doing in this way, the control valve corresponding to the communicating port of both ends can be made into the same conditions as those in which the same control valve is arranged on both sides like the other control valves. It is possible to ensure the uniform flowability of the toner in each communication port including the communication port of the part.
FIG. 9 is a front view showing a control valve arrangement in a modification of the present embodiment. In FIG. 9, among the plurality of control valves, the control valves corresponding to the communication valves corresponding to the communication ports at both ends are adjacent to the outside, that is, corresponding to the portion where the communication ports are not provided. Since the control valve 34d having the same shape is provided, the movement of the toner around the control valve at both ends can be made the same as the movement of the toner around the control valve other than the both ends. The ratio b / a (replacement rate) between the toner supply amount a and the toner return amount b can be equalized.

本発明の現像装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a developing device of the present invention. 本発明の現像装置における現像ユニットに配置される制御弁の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the control valve arrange | positioned at the image development unit in the image development apparatus of this invention. トナーカートリッジ側から現像ユニットにトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for schematically explaining a state in which toner is supplied from a toner cartridge side to a developing unit. トナーカートリッジ側のトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a state where toner on the toner cartridge side is supplied. 現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating toner movement between a developing unit and a toner cartridge. 現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating toner movement between a developing unit and a toner cartridge. 現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating toner movement between a developing unit and a toner cartridge. 本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の現像装置における連通口の構成を示した概略図であり、(A)は現像ユニット側の構成を示し、(B)はトナーカートリッジ側の構成を示している。2A and 2B are schematic diagrams illustrating a configuration of a communication port in the developing device of the present invention, in which FIG. 3A illustrates a configuration on a developing unit side, and FIG. 3B illustrates a configuration on a toner cartridge side. 本発明の実施形態の変形例における連通口部分を示す正面図である。It is a front view which shows the communicating port part in the modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の変形例における制御弁配列を示す図である。It is a figure which shows the control valve arrangement | sequence in the modification of embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成装置
10 感光体ユニット
11 感光体ベルト
12 感光体クリーニング装置
13 帯電ローラ
14 駆動ローラ(感光体)
15、16 従動ローラ(感光体)
20 書き込み光学ユニット
21 半導体レーザ
22 ポリゴンミラー
23 反射ミラー
25 給紙ローラ
26 接離機構
30 現像装置
31 現像ユニット
31a 現像スリーブ
31b 供給ローラ
31c 規制ローラ
31d 第1搬送パドル
31e スライドシャッター
31f 弾性部材
31g 窓部
32 トナーカートリッジ
321 第1収納室
322 第2収納室
32a 第2搬送パドル
32b 第3搬送パドル
32c スライドシャッター
32d 弾性部材
32e 固定シール
33 連通口
34 制御弁
34a 支持部
34b フィルム
34c 幅広のフィルム(幅広の制御弁)
34d 連通口に対応しないフィルム(連通口に対応しない制御弁)
35 リブ
40 中間転写ユニット
41 中間転写ベルト
42 ベルトクリーニング装置
43 マークセンサ
44 駆動ローラ(中間転写ベルト)
45 1次転写ローラ
46、47、48 従動ローラ
49 廃トナータンク
50 二次転写ユニット
51 二次転写ローラ
60 定着ユニット
61 定着ベルト
62 加圧ローラ
65 両面切替爪
70 両面印刷用紙反転ユニット
71 反転切替爪
72 反転ローラ
80 給紙装置
81 給紙ローラ
82 レジストローラ
83 手差しトレイ
84 排紙トレイ
90 転写材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 10 Photoconductor unit 11 Photoconductor belt 12 Photoconductor cleaning apparatus 13 Charging roller 14 Drive roller (photoconductor)
15, 16 Followed roller (photosensitive member)
20 Writing optical unit 21 Semiconductor laser 22 Polygon mirror 23 Reflecting mirror 25 Feeding roller 26 Contacting / separating mechanism 30 Developing device 31 Developing unit 31a Developing sleeve 31b Supply roller 31c Restricting roller 31d First transport paddle 31e Slide shutter 31f Elastic member 31g Window 32 toner cartridge 321 first storage chamber 322 second storage chamber 32a second transport paddle 32b third transport paddle 32c slide shutter 32d elastic member 32e fixed seal 33 communication port 34 control valve 34a support portion 34b film 34c wide film (wide film) Control valve)
34d Film not compatible with communication port (control valve not compatible with communication port)
35 Rib 40 Intermediate transfer unit 41 Intermediate transfer belt 42 Belt cleaning device 43 Mark sensor 44 Drive roller (intermediate transfer belt)
45 Primary transfer rollers 46, 47, 48 Driven roller 49 Waste toner tank 50 Secondary transfer unit 51 Secondary transfer roller 60 Fixing unit 61 Fixing belt 62 Pressure roller 65 Duplex switching claw 70 Duplex printing paper reversing unit 71 Reverse switching claw 72 Reverse roller 80 Paper feed device 81 Paper feed roller 82 Registration roller 83 Manual feed tray 84 Paper discharge tray 90 Transfer material

Claims (20)

像担持体の潜像をトナーで現像する現像ユニットと、
この現像ユニットに並設され、現像ユニットにトナーを供給するトナーカートリッジと、
このトナーカートリッジ内に設けられた撹拌手段とを有し、
前記トナーカートリッジを前記現像ユニットに対して着脱自在とした現像装置において、
前記トナーカートリッジと前記現像ユニットとをその長手方向に沿って複数設けられた連通口で連通させると共に、この連通口に対応して制御弁を設け、
前記撹拌手段と前記制御弁とを協働させて、前記連通口を経て前記トナーカートリッジから前記現像ユニットに供給されるトナー流と前記現像ユニットから前記トナーカートリッジに返送されるトナー流を形成し、単位時間当たりの前記複数の連通口におけるトナー供給量aとトナー返送量bとの比b/aを均等化する手段を設けたことを特徴とする現像装置。
A developing unit for developing the latent image on the image carrier with toner;
A toner cartridge that is arranged in parallel with the developing unit and supplies toner to the developing unit;
A stirring means provided in the toner cartridge,
In the developing device in which the toner cartridge is detachable from the developing unit,
The toner cartridge and the developing unit are communicated with each other through a plurality of communication ports along the longitudinal direction, and a control valve is provided corresponding to the communication port,
The stirring means and the control valve cooperate to form a toner flow supplied from the toner cartridge to the developing unit via the communication port and a toner flow returned from the developing unit to the toner cartridge, A developing device comprising means for equalizing a ratio b / a between a toner supply amount a and a toner return amount b at the plurality of communication ports per unit time.
請求項1に記載の現像装置において、前記トナー供給量aとトナー返送量bとの比b/aを均等化する手段は、前記複数の制御弁のうち長手方向の両端部の制御弁をそれ以外の制御弁よりも20%以上幅広としたことである現像装置。   2. The developing device according to claim 1, wherein the means for equalizing a ratio b / a of the toner supply amount a and the toner return amount b includes control valves at both longitudinal ends of the plurality of control valves. A developing device that is 20% wider than other control valves. 請求項1に記載の現像装置において、前記トナー供給量aとトナー返送量bとの比b/aを均等化する手段は、前記複数の制御弁のうち長手方向の両端部の連通口に対応した制御弁に隣接してその外側に前記複数の制御弁と同一形状の制御弁を設けたことである現像装置。   2. The developing device according to claim 1, wherein means for equalizing a ratio b / a between the toner supply amount a and the toner return amount b corresponds to communication ports at both ends in the longitudinal direction of the plurality of control valves. A developing device in which a control valve having the same shape as the plurality of control valves is provided adjacent to the control valve on the outside thereof. 請求項1に記載の現像装置において、前記トナー供給量aとトナー返送量bとの比b/aを均等化する手段は、前記トナーカートリッジと前記現像ユニットとの連通部分の前記長手方向に沿って設けられた複数の連通口の形状、大きさ及び/又は配置位置を前記長手方向の中心部を基準として左右対象としたことである現像装置。   2. The developing device according to claim 1, wherein means for equalizing a ratio b / a of the toner supply amount a and the toner return amount b is along the longitudinal direction of a communication portion between the toner cartridge and the developing unit. The developing device is configured such that the shape, size and / or arrangement position of the plurality of communication ports provided in the left-right direction are set as the left and right objects with respect to the central portion in the longitudinal direction. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の現像装置において、
前記制御弁は、前記連通口を開状態とする定位置と、閉状態とする作動位置との間を揺動し、前記定位置に戻る際に、その移動方向後流側に対応する連通口に開口する空間部を形成するものであり、
前記撹拌手段は少なくとも1つの弾性フィルムを有し、
この弾性フィルムは、回転によってその先端部がトナーカートリッジの内壁面に当接したのち離脱する際に、その回転方向後流側に前記各連通口に開口する空間部を形成するものであり、
前記現像ユニット内に形成された空間部を経て前記現像ユニット内にトナーが供給され、前記トナーカートリッジ内に形成された空間部を経て前記トナーカートリッジ内にトナーが返送されることを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 1 to 4,
The control valve swings between a fixed position where the communication port is opened and an operating position where the communication valve is closed, and when returning to the fixed position, the control valve corresponds to the downstream side in the moving direction. To form a space that opens to
The stirring means has at least one elastic film,
This elastic film forms a space that opens to each communication port on the downstream side in the rotation direction when the tip of the elastic film comes into contact with the inner wall surface of the toner cartridge by rotation and then comes off.
The toner is supplied into the developing unit through a space formed in the developing unit, and the toner is returned to the toner cartridge through a space formed in the toner cartridge. apparatus.
請求項5に記載の現像装置において、
前記制御弁の定位置における弁角度は20°〜45°であり、作動位置における弁角度は0°〜15°であることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 5,
The developing device according to claim 1, wherein a valve angle of the control valve at a fixed position is 20 ° to 45 °, and a valve angle of the operating position is 0 ° to 15 °.
請求項5または6に記載の現像装置において、
前記トナーカートリッジの内壁面に前記撹拌手段の弾性フィルム先端部が当接したのち湾曲して離脱する突起部を設け、
前記弾性フィルムの回転方向後流側30〜120°の範囲に前記弾性フィルムの回転軸を要とする断面扇形の凸状部を設け、この凸状部と前記突起部とで前記弾性フィルムの回転によって形成された空間部へのトナーの流入を阻止するようにしたことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 5 or 6,
Providing a protrusion that curves and leaves after the tip of the elastic film of the stirring means abuts on the inner wall surface of the toner cartridge,
The elastic film is provided with a convex section having a fan-shaped cross section that requires the rotational axis of the elastic film in a range of 30 to 120 ° on the downstream side in the rotational direction of the elastic film. A developing device characterized in that the toner is prevented from flowing into the space formed by the above.
請求項5乃至7のいずれか1項に記載の現像装置において、
前記トナーカートリッジ内に前記空間部が形成されている間に、前記制御弁は少なくとも1回作動し、
前記トナーカートリッジ内の前記空間部が消滅した後にも、前記制御弁は少なくとも1回作動することを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 5 to 7,
While the space is formed in the toner cartridge, the control valve operates at least once,
The developing device according to claim 1, wherein the control valve operates at least once even after the space in the toner cartridge disappears.
請求項5乃至8のいずれか1項に記載の現像装置において、
前記制御弁は前記現像ユニット内に設けられた回転手段によって駆動されるものであり、この回転手段は少なくとの2つの回転羽根を有し、その回転数は0.5〜5.0回/秒であり、
前記トナーカートリッジ内の撹拌手段の回転数は0.04〜0.4回/秒であることを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 5 to 8,
The control valve is driven by rotating means provided in the developing unit, and the rotating means has at least two rotating blades, and the number of rotations is 0.5 to 5.0 times / Second,
The developing device according to claim 1, wherein the rotation speed of the agitating means in the toner cartridge is 0.04 to 0.4 times / second.
請求項5乃至9のいずれか1項に記載の現像装置において、
前記撹拌手段の弾性フィルムの側端部と、前記トナーカートリッジの側壁面との間隔は20mm以下であることを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 5 to 9,
2. A developing apparatus according to claim 1, wherein a distance between a side end portion of the elastic film of the stirring means and a side wall surface of the toner cartridge is 20 mm or less.
請求項1乃至10のいずれか1項に記載の現像装置において、
各連通口における単位時間当たりのトナー供給量aとトナー返送量bとの比b/aを0.05〜2.0の範囲で調整できるようにしたことを特徴とする現像装置。
In the developing device according to any one of claims 1 to 10,
A developing device characterized in that a ratio b / a between a toner supply amount a and a toner return amount b per unit time at each communication port can be adjusted in a range of 0.05 to 2.0.
請求項1乃至11のいずれか1項に記載の現像装置において、
前記制御弁相互の間隔は、2mm〜20mmであることを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 1 to 11,
2. A developing device according to claim 1, wherein a distance between the control valves is 2 mm to 20 mm.
請求項1乃至12のいずれか1項に記載の現像装置において、
前記隣接する制御弁が交互に動作するようにしたことを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 1 to 12,
A developing apparatus characterized in that the adjacent control valves operate alternately.
請求項13に記載の現像装置において、
前記現像ユニット内の回転手段の回転羽根は、櫛歯状であることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 13,
The developing device according to claim 1, wherein the rotating blades of the rotating means in the developing unit are comb-shaped.
請求項13に記載の現像装置において、
前記現像ユニット内の回転手段の回転羽根は、矩形状であることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 13,
The developing device according to claim 1, wherein the rotating blades of the rotating means in the developing unit have a rectangular shape.
請求項1乃至15のいずれか1項に記載の現像装置において、
前記制御弁の幅は、連通口の幅より0mm〜20mm大きいことを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 1 to 15,
The developing device according to claim 1, wherein the width of the control valve is 0 mm to 20 mm larger than the width of the communication port.
請求項1乃至16のいずれか1項に記載の現像装置において、
前記制御弁の長さは、10mm〜25mmであることを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 1 to 16,
The developing device characterized in that the length of the control valve is 10 mm to 25 mm.
潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体の表面に静電潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体を介して記録部材に転写する転写装置と、像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置と、記録部材上の可視像を熱及び又は圧力で定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、
前記現像装置は、請求項1乃至17のいずれか1項に記載の現像装置である
ことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier that carries a latent image, a charging device that uniformly charges the surface of the image carrier, an exposure device that writes an electrostatic latent image on the surface of the charged image carrier, and a surface formed on the surface of the image carrier. A developing device that visualizes the electrostatic latent image, a transfer device that transfers the visible image on the surface of the image carrier directly or via an intermediate transfer member, and a cleaning that cleans the toner on the image carrier In an image forming apparatus comprising an apparatus and a fixing device that fixes a visible image on a recording member with heat and / or pressure,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing device is the developing device according to claim 1.
請求項18に記載の画像形成装置において、
前記像担持体と現像装置とを一体に支持して着脱自在としたプロセスカ−トリッジを備えた
ことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 18.
An image forming apparatus comprising a process cartridge that integrally supports the image carrier and the developing device and is detachable.
少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、
前記現像装置は、請求項1乃至17のいずれか1項に記載の現像装置である
ことを特徴とするプロセスカ−トリッジ。

At least in the process cartridge that integrally supports the image carrier and the developing device and is detachable from the image forming apparatus main body,
18. The process cartridge according to claim 1, wherein the developing device is the developing device according to claim 1.

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